Grove SEN5X Tudo em Um

Introdução

O sensor ambiental Grove-all in one SEN54/SEN55 é um sensor ambiente Grove integrado, reunindo 8 tipos de saída de sinal de dados, medindo com alta precisão e operando por até 10 anos, criado para aplicações de HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado) e detecção de qualidade do ar de longa duração. Neste wiki, apresentaremos como utilizá-lo com as ferramentas Arduino e Raspberry Pi.

Características

Funcionalidade abrangente de detecção ambiental: suporta PM (material particulado), VOC (Compostos Orgânicos Voláteis), RH (Umidade Relativa), Temp (temperatura), todos os 5 sinais de dados ambientais sendo medidos continuamente
Um driver para até 7/8 sinais de dados: entrega 4 tipos de PM e 4 sinais ambientais primários através da função IIC
Um fio para toda a saída de dados: representa a conexão simplificada da família Grove, exigindo apenas um cabo Grove entre o sensor e a placa única
Precisão superior de detecção: calibra sinais totalmente digitais para saída
Vida útil de operação superior: mantém desempenho adequado por até 10 anos
Três modos disponíveis para implantação na borda: configure o Modo Inativo e o Modo de Medição Apenas RHT/Gás para aplicações de baixo custo, enquanto o Modo de Medição é para funcionalidade completa

Visão Geral de Hardware

Primeiros Passos

O sensor ambiental Grove-all in one SEN54/SEN55 herda as boas características da Série Grove, pois pode ser aplicado diretamente através da interface Grove IIC.

Instalação do Equipamento

Conecte o sensor ambiental Grove-all in one SEN54/SEN55 com o cabo Grove.

Preparação do Ambiente

Como usamos Arduino e Raspberry Pi aqui, é necessário executar o módulo no sistema instalado:

Visão Geral da Biblioteca Arduino

dica

Se esta é a sua primeira vez usando Arduino, recomendamos fortemente que consulte Getting Started with Arduino.

Há duas bibliotecas que precisam ser instaladas ao usar o Arduino:

arduino-i2c-sen5x(Função principal do sensor ambiental Grove-all in one SEN54/SEN55)
arduino-core(Arquivo principal / Dependências)

Função

Antes de começar a desenvolver um sketch, vamos analisar as funções disponíveis da biblioteca.

Serial.begin(115200) —— Quando o processo de upload terminar, abra o Serial Monitor ou Serial Plotter pelo menu Tools para observar os valores de medição. Observe que o Baud Rate na janela correspondente deve ser configurado para 115200 baud

Instalação

Como você já fez o download da biblioteca em formato zip, abra sua IDE Arduino e clique em Sketch > Include Library > Add .ZIP Library. Escolha o arquivo zip que você acabou de baixar e, se a biblioteca for instalada corretamente, você verá Library added to your libraries na janela de aviso. Isso significa que a biblioteca foi instalada com sucesso.

Exemplo Arduino

Agora que temos nossa biblioteca instalada e entendemos as funções básicas, vamos executar alguns exemplos com nosso sensor ambiental Grove-all in one SEN54/SEN55 para ver como ele se comporta.

Etapa 1. Conexão de Hardware.

Etapa 2. Você precisa instalar o software Arduino.

Etapa 3. Inicie o aplicativo Arduino.

Demo 1 Detectar 4 tipos de PM e 4 sinais ambientais primários

Esta demonstração pode detectar 4 tipos de PM (material particulado), VOC (Compostos Orgânicos Voláteis), RH (Umidade Relativa), Temp (temperatura) e então exibi-los no monitor, mostrando se o local onde o módulo está instalado é saudável.

Materiais Necessários

Seeeduino V4.2	Base Shield	SEN54/SEN55

Adquira agora	Adquira agora	Adquira agora

/*
 * I2C-Generator: 0.3.0
 * Yaml Version: 2.1.3
 * Template Version: 0.7.0-112-g190ecaa
 */
/*
 * Copyright (c) 2021, Sensirion AG
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
 *
 * * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this
 *   list of conditions and the following disclaimer.
 *
 * * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
 *   this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
 *   and/or other materials provided with the distribution.
 *
 * * Neither the name of Sensirion AG nor the names of its
 *   contributors may be used to endorse or promote products derived from
 *   this software without specific prior written permission.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
 * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
 * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
 * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORS BE
 * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
 * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
 * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
 * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
 * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
 * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
 * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 */

#include <Arduino.h>
#include <SensirionI2CSen5x.h>
#include <Wire.h>

// The used commands use up to 48 bytes. On some Arduino's the default buffer
// space is not large enough
#define MAXBUF_REQUIREMENT 48

#if (defined(I2C_BUFFER_LENGTH) &&                 \
     (I2C_BUFFER_LENGTH >= MAXBUF_REQUIREMENT)) || \
    (defined(BUFFER_LENGTH) && BUFFER_LENGTH >= MAXBUF_REQUIREMENT)
#define USE_PRODUCT_INFO
#endif

SensirionI2CSen5x sen5x;

void printModuleVersions() {
    uint16_t error;
    char errorMessage[256];

    unsigned char productName[32];
    uint8_t productNameSize = 32;

    error = sen5x.getProductName(productName, productNameSize);

    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute getProductName(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    } else {
        Serial.print("ProductName:");
        Serial.println((char*)productName);
    }

    uint8_t firmwareMajor;
    uint8_t firmwareMinor;
    bool firmwareDebug;
    uint8_t hardwareMajor;
    uint8_t hardwareMinor;
    uint8_t protocolMajor;
    uint8_t protocolMinor;

    error = sen5x.getVersion(firmwareMajor, firmwareMinor, firmwareDebug,
                             hardwareMajor, hardwareMinor, protocolMajor,
                             protocolMinor);
    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute getVersion(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    } else {
        Serial.print("Firmware: ");
        Serial.print(firmwareMajor);
        Serial.print(".");
        Serial.print(firmwareMinor);
        Serial.print(", ");

        Serial.print("Hardware: ");
        Serial.print(hardwareMajor);
        Serial.print(".");
        Serial.println(hardwareMinor);
    }
}

void printSerialNumber() {
    uint16_t error;
    char errorMessage[256];
    unsigned char serialNumber[32];
    uint8_t serialNumberSize = 32;

    error = sen5x.getSerialNumber(serialNumber, serialNumberSize);
    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute getSerialNumber(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    } else {
        Serial.print("SerialNumber:");
        Serial.println((char*)serialNumber);
    }
}

void setup() {

    Serial.begin(115200);
    while (!Serial) {
        delay(100);
    }

    Wire.begin();

    sen5x.begin(Wire);

    uint16_t error;
    char errorMessage[256];
    error = sen5x.deviceReset();
    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute deviceReset(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    }

// Print SEN55 module information if i2c buffers are large enough
#ifdef USE_PRODUCT_INFO
    printSerialNumber();
    printModuleVersions();
#endif

    // set a temperature offset in degrees celsius
    // Note: supported by SEN54 and SEN55 sensors
    // By default, the temperature and humidity outputs from the sensor
    // are compensated for the modules self-heating. If the module is
    // designed into a device, the temperature compensation might need
    // to be adapted to incorporate the change in thermal coupling and
    // self-heating of other device components.
    //
    // A guide to achieve optimal performance, including references
    // to mechanical design-in examples can be found in the app note
    // “SEN5x – Temperature Compensation Instruction” at www.sensirion.com.
    // Please refer to those application notes for further information
    // on the advanced compensation settings used
    // in `setTemperatureOffsetParameters`, `setWarmStartParameter` and
    // `setRhtAccelerationMode`.
    //
    // Adjust tempOffset to account for additional temperature offsets
    // exceeding the SEN module's self heating.
    float tempOffset = 0.0;
    error = sen5x.setTemperatureOffsetSimple(tempOffset);
    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute setTemperatureOffsetSimple(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    } else {
        Serial.print("Temperature Offset set to ");
        Serial.print(tempOffset);
        Serial.println(" deg. Celsius (SEN54/SEN55 only");
    }

    // Start Measurement
    error = sen5x.startMeasurement();
    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute startMeasurement(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    }
}

void loop() {
    uint16_t error;
    char errorMessage[256];

    delay(1000);

    // Read Measurement
    float massConcentrationPm1p0;
    float massConcentrationPm2p5;
    float massConcentrationPm4p0;
    float massConcentrationPm10p0;
    float ambientHumidity;
    float ambientTemperature;
    float vocIndex;
    float noxIndex;

    error = sen5x.readMeasuredValues(
        massConcentrationPm1p0, massConcentrationPm2p5, massConcentrationPm4p0,
        massConcentrationPm10p0, ambientHumidity, ambientTemperature, vocIndex,
        noxIndex);

    if (error) {
        Serial.print("Error trying to execute readMeasuredValues(): ");
        errorToString(error, errorMessage, 256);
        Serial.println(errorMessage);
    } else {
        Serial.print("MassConcentrationPm1p0:");
        Serial.print(massConcentrationPm1p0);
        Serial.print("\t");
        Serial.print("MassConcentrationPm2p5:");
        Serial.print(massConcentrationPm2p5);
        Serial.print("\t");
        Serial.print("MassConcentrationPm4p0:");
        Serial.print(massConcentrationPm4p0);
        Serial.print("\t");
        Serial.print("MassConcentrationPm10p0:");
        Serial.print(massConcentrationPm10p0);
        Serial.print("\t");
        Serial.print("AmbientHumidity:");
        if (isnan(ambientHumidity)) {
            Serial.print("n/a");
        } else {
            Serial.print(ambientHumidity);
        }
        Serial.print("\t");
        Serial.print("AmbientTemperature:");
        if (isnan(ambientTemperature)) {
            Serial.print("n/a");
        } else {
            Serial.print(ambientTemperature);
        }
        Serial.print("\t");
        Serial.print("VocIndex:");
        if (isnan(vocIndex)) {
            Serial.print("n/a");
        } else {
            Serial.print(vocIndex);
        }
        Serial.print("\t");
        Serial.print("NoxIndex:");
        if (isnan(noxIndex)) {
            Serial.println("n/a");
        } else {
            Serial.println(noxIndex);
        }
    }
}

Resultado

Depois de fazer o upload dos códigos, podemos abrir o monitor serial com taxa de baud de 115200 e ele deve mostrar todos os oito tipos de sinais.