1. Wprowadzenie
DFROBOT Gravity: Elektrochemiczny czujnik tlenu I2C to moduł o wysokiej dokładności, zaprojektowany do precyzyjnego pomiaru stężenia tlenu w otoczeniu. Wykorzystując zaawansowane zasady elektrochemiczne, czujnik ten oferuje wyjątkowe właściwości przeciwzakłóceniowe, wysoką stabilność i doskonałą czułość. Jest to idealne rozwiązanie do szerokiej gamy zastosowań, w tym urządzeń przenośnych, systemów monitorowania jakości powietrza oraz środowisk przemysłowych, takich jak kopalnie, magazyny i inne przestrzenie, w których cyrkulacja powietrza może być ograniczona.
Ten kompaktowy czujnik posiada wyjście I2C, co umożliwia bezproblemową integrację z popularnymi mikrokontrolerami, takimi jak Arduino Uno, ESP32 i Raspberry Pi. Jego konstrukcja typu plug-and-play w połączeniu z łatwo dostępnymi interfejsamiample code upraszcza rozwój i wdrażanie, dzięki czemu nadaje się zarówno do projektów edukacyjnych, jak i profesjonalnych.
2. Koniec produktuview
2.1 Główne cechy
- Wysoka dokładność wykrywania tlenu: Pomiar stężenia O₂ w zakresie od 0% do 25% obj. z rozdzielczością 0.15% obj.
- Wysoka precyzja i odporność na zakłócenia: Charakteryzuje się doskonałą czułością (0.10 ± 0.05 mA w powietrzu), powtarzalnością (<2%) i długoterminową stabilnością (<2%/miesiąc).
- Szybki czas reakcji: Zapewnia niezawodne odczyty z czasem reakcji ≤15 sekund.
- Szeroka kompatybilność: Działa z napięciem wejściowym od 3.3 V do 5.5 V DC i wyjściem przez I2C, kompatybilny z Arduino, ESP32 i Raspberry Pi.
- Podłącz i graj: Zawiera interfejs Gravity iampkod le do szybkiej konfiguracji i kalibracji.
- Trwałe i niezawodne: Zaprojektowane z myślą o niezawodności klasy przemysłowej, z 2-letnią żywotnością w powietrzu i solidną wydajnością w trudnych warunkach (-20~50°C, 0~99%RH bez kondensacji).
2.2 Składniki
Pakiet Gravity: I2C Electrochemical Oxygen Sensor zawiera następujące komponenty:
- Grawitacja: Moduł elektrochemicznego czujnika tlenu I2C (SEN0322)
- Kabel czujnikowy Gravity-4P I2C/UART
- Śruby montażowe
Rysunek 2.2.1: Grawitacja: moduł elektrochemicznego czujnika tlenu I2C z kablem połączeniowym i śrubami montażowymi.
2.3 Układ czujnika
Rysunek 2.3.1: Góra view modułu czujnika, pokazujący element wykrywający tlen.
Rysunek 2.3.2: Dół view modułu czujnika, wyświetlającego interfejs Gravity i piny I2C.
Rysunek 2.3.3: Schemat ilustrujący wskaźnik LED i przycisk kalibracji na module czujnika.
Rysunek 2.3.4: Schemat przedstawiający piny komunikacyjne I2C (SDA, SCL, GND, VCC) i przełącznik wyboru adresu.
3. Konfiguracja
3.1 Połączenie sprzętowe
Czujnik tlenu Gravity: I2C Electrochemical Oxygen Sensor łączy się z mikrokontrolerem za pomocą interfejsu I2C. Do połączenia należy użyć dołączonego kabla Gravity-4P I2C/UART.
- Podłącz 4-pinowy kabel Gravity do złącza modułu czujnika.
- Podłącz drugi koniec kabla Gravity do portu I2C na płytce Arduino, ESP32 lub Raspberry Pi. Upewnij się, że piny są prawidłowo dopasowane:
- SDA (Linia danych) do pinu SDA w mikrokontrolerze
- SCL (Linia zegara) do pinu SCL w mikrokontrolerze
- VCC (Zasilanie) do 3.3 V lub 5 V (kompatybilne z 3.3 V-5.5 V)
- GND (Masa) do pinu GND w mikrokontrolerze
- Opcjonalnie, jeśli używanych jest wiele urządzeń I2C i występują konflikty adresów, można dostosować adres I2C za pomocą przełącznika z tyłu czujnika. Informacje na temat adresów domyślnych i alternatywnych można znaleźć w karcie katalogowej czujnika.
Rysunek 3.1.1: ExampSprzętowe połączenie czujnika tlenu z płytką Arduino.
3.2 Konfiguracja oprogramowania
Aby nawiązać połączenie z czujnikiem, należy użyć odpowiedniej biblioteki dla wybranej platformy mikrokontrolera. DFROBOT udostępniaampkod i biblioteki dla Arduino, ESP32 i Raspberry Pi, które zazwyczaj można znaleźć na oficjalnej stronie produktu lub w repozytorium GitHub.
- Pobierz i zainstaluj potrzebną bibliotekę dla Gravity: I2C Electrochemical Oxygen Sensor (np. `DFRobot_OxygenSensor` dla Arduino IDE).
- Otwórz exampSzkic dostarczony z biblioteką. Ten szkic zazwyczaj zawiera podstawowy kod do inicjalizacji czujnika, przeprowadzenia kalibracji i odczytu stężenia tlenu.
- Prześlij kod do swojego mikrokontrolera.
4. Instrukcja obsługi
4.1 Kalibracja
Czujnik można skalibrować w powietrzu, które zazwyczaj charakteryzuje się stężeniem tlenu na poziomie 20.9% obj. Aby przeprowadzić kalibrację, wykonaj następujące kroki:
- Sprawdź, czy czujnik jest podłączony i włączony.
- Umieść czujnik w dobrze wentylowanym pomieszczeniu o normalnym stężeniu powietrza atmosferycznego.
- Naciśnij i przytrzymaj przycisk kalibracji na module czujnika przez około 3-5 sekund, aż wskaźnik LED zmieni stan (np. zacznie migać lub zmieni kolor), wskazując tryb kalibracji.
- Puść przycisk. Czujnik przeprowadzi automatyczną kalibrację na podstawie poziomu tlenu w otoczeniu. Dioda LED zazwyczaj powróci do normalnego trybu pracy po zakończeniu kalibracji.
- Alternatywnie, niektóre biblioteki mogą umożliwiać kalibrację programową. Szczegółowe informacje można znaleźć w dokumentacji konkretnej biblioteki.
4.2 Odczyt danych dotyczących tlenu
Po pomyślnej konfiguracji i kalibracji można odczytać dane dotyczące stężenia tlenu z czujnika. DostarczoneampKod zazwyczaj pokazuje, jak to zrobić.
- Zainicjuj obiekt czujnika w swoim kodzie.
- Aby pobrać aktualny poziom tlenu, należy użyć odpowiedniej funkcji (np. `getOxygenData()` lub `readOxygenConcentration()`) z biblioteki czujników.
- Dane zostaną zwrócone jako liczba zmiennoprzecinkowa reprezentująca stężenie tlenu w procentachtage objętościowo (% obj.).
- Następnie można wyświetlić te dane na monitorze szeregowym, wyświetlaczu LCD lub zintegrować je z logiką aplikacji.
5. Konserwacja
5.1 Czyszczenie
Moduł czujnika zazwyczaj wymaga minimalnego czyszczenia. Jeśli na powierzchni czujnika zgromadzi się kurz lub zanieczyszczenia, należy delikatnie przetrzeć go miękką, suchą, niepozostawiającą włókien ściereczką. Należy unikać stosowania płynnych środków czyszczących lub materiałów ściernych, ponieważ mogą one uszkodzić element czujnikowy.
5.2 Przechowywanie
Gdy czujnik nie jest używany, należy go przechowywać w chłodnym, suchym miejscu, z dala od bezpośredniego światła słonecznego i ekstremalnych temperatur. Przechowuj go w oryginalnym opakowaniu lub w torbie antystatycznej, aby chronić go przed uszkodzeniami fizycznymi i wyładowaniami elektrostatycznymi.
5.3 Żywotność czujnika
Typowy okres eksploatacji elektrochemicznego elementu pomiarowego wynosi 2 lata przy wystawieniu na działanie powietrza. Wydajność czujnika może z czasem ulec pogorszeniu, a w celu utrzymania dokładności może być konieczna ponowna kalibracja lub wymiana.
6. Rozwiązywanie Problemów
| Wydanie | Możliwa przyczyna | Rozwiązanie |
|---|---|---|
| Brak danych wyjściowych / Czujnik nie został wykryty | Nieprawidłowe okablowanie Nieprawidłowy adres I2C Problem z zasilaniem Biblioteka nie została zainstalowana lub kod jest niepoprawny | Sprawdź wszystkie połączenia (SDA, SCL, VCC, GND). Sprawdź ustawienia przełącznika adresu I2C i upewnij się, że są zgodne z kodem. Sprawdź, czy napięcie zasilania mieści się w zakresie 3.3–5.5 V. Upewnij się, że zainstalowana jest prawidłowa biblioteka iampKod został poprawnie przesłany. |
| Niedokładne odczyty | Czujnik nie jest skalibrowany Ingerencja w środowisko Starzenie się czujnika | Wykonaj kalibrację powietrza zgodnie z opisem w rozdziale 4.1. Upewnij się, że podczas pomiaru czujnik znajduje się w stabilnym środowisku. Należy rozważyć wymianę czujnika, jeśli upłynął jego oczekiwany okres użytkowania lub po kalibracji stale podaje nieregularne odczyty. |
| Kalibracja nie powiodła się | Nieprawidłowa procedura kalibracji Czujnik nie jest w świeżym powietrzu Wadliwy czujnik | Review dokładnie przeprowadź kalibrację. Upewnij się, że podczas kalibracji czujnik znajduje się w otwartej przestrzeni z normalnym stężeniem tlenu atmosferycznego (ok. 20.9% obj.). Jeśli problem nadal występuje, czujnik może być uszkodzony. |
7. Specyfikacje
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zasięg wykrywania | 0 ~ 25% obj. |
| Rezolucja | 0.15% obj |
| Dokładność | ±1.5% obj. (typowo) |
| Czas reakcji (T90) | ≤15 sekund |
| Objętość operacyjnatage | 3.3V ~ 5.5V prądu stałego |
| Interfejs wyjściowy | I2C |
| Temperatura pracy | -20°C ~ 50°C |
| Wilgotność robocza | 0 ~ 99% RH (bez kondensacji) |
| Żywotność czujnika | 2 lata (w powietrzu) |
| Wymiary (moduł) | Około. 2.48 x 2.2 x 1.14 cala (63 x 56 x 29 mm) |
| Waga | 37 gramów (1.31 uncji) |
| Tworzywo | Nylon |
8. Gwarancja i wsparcie
Produkty DFROBOT zostały zaprojektowane z myślą o niezawodności i wydajności. Aby uzyskać szczegółowe informacje dotyczące gwarancji, wsparcia technicznego lub dalszej pomocy, zapoznaj się z oficjalną stroną DFROBOT. webOdwiedź ich stronę internetową lub skontaktuj się bezpośrednio z obsługą klienta. Na ich stronach pomocy technicznej często można znaleźć szczegółowe karty katalogowe, notatki aplikacyjne i fora społecznościowe.
Oficjalny DFROBOT Webstrona: https://www.dfrobot.com/
