简介

这款红外二氧化碳传感器利用非色散红外（NDIR技术）原理对空气中存在的CO2 进行探测，测量范围400~5000PPM，支持手动校正，测量数据更精准，响应时间为5s，每次响应指示灯闪烁一次，可直观查看传感器工作状态。

红外二氧化碳传感器采用RS485输出接口，标准Modbus-RTU通信协议，可以搭配Gravity: RS485转UART 有源隔离型信号转换模块（DFR0845）在Arduino UNO R3上读取CO2值，快速搭建测试环境，接线方式简单，使用方便。

红外二氧化碳传感器具有IP65的防护效果，探头处带有防水透气膜，高分子防水材料具有较好的透气性，可以有效防止水汽和灰尘进入，可用于室内CO2浓度监测、管道CO2浓度监测、大棚植物环境监测、新风系统环境检测。

特性

• NDIR技术，测量范围400~5000PPM
• 螺纹固定安装设计，安装方便
• 防护等级IP65，使用寿命更长
• 采用RS485接口，标准Modbus-RTU协议

应用场景

• 室内CO2浓度监测
• 管道CO2浓度监测
• 大棚植物环境监测
• 新风系统环境检测

技术规格

• 供电电压：DC12V
• 工作电流：＜10mA
• 输出方式：RS485
• 测量范围：400-5000ppm
• 精度： 400-2000ppm@±50ppm，＞2000ppm@±100ppm
• 响应时间：5s
• 稳定时间：60s
• 工作温度：-30~80°C
• 工作湿度：5~90%RH
• 存储温度：-30~80°C
• 存储湿度：5~90%RH
• 外壳材料：塑料
• 防护等级：IP65
• 安装螺纹直径：M18
• 尺寸：75*16.5mm
• 传感器线长：1m

引脚示意图

尺寸图

通讯协议

1、通讯基本参数

2、数据帧格式定义

采用 Modbus-RTU 通讯规约，格式如下：
初始结构 ≥4 字节的时间
地址码 = 1 字节
功能码 = 1 字节
数据区 = N 字节
错误校验 = 16 位 CRC 码
结束结构 ≥4 字节的时间
地址码：为传感器的地址，在通讯网络中是唯一的（出厂默认 0x01）。
功能码：主机所发指令功能指示，本传感器读取寄存器功能码0x03，写入寄存器功能码0x06
数据区：数据区是具体通讯数据，注意 16bits 数据高字节在前！
CRC 码：二字节的校验码。

主机问询帧结构：

从机应答帧结构：

寄存器地址

3、通讯协议示例及解释

3.1、读取二氧化碳值

问询帧：读取数值功能码 0x03

应答帧：

二氧化碳值：
02FC(16进制) =764=> 二氧化碳值=764ppm

3.2、读取当前二氧化碳校正值(出厂默认为0)

问询帧：

应答帧：

校准值：
0064(16进制) =100=> 校准值=100ppm

3.3、修改二氧化碳校正值

当数据与参照标准有误差时，我们可以通过调整“校正值”来减小显示误差。校正差值可修改范围为±1000，即值范围为 0-1000 或 64535-65535。 比如当显示值偏小100 时，我们通过增加 100 来校正。在命令中 100 即十六进制 0x64；如果需要减小，则可以设置负值，比如-100，其计算方式为FFFF-64+1=FF9C，即十六进制 0xFF 9C

问询帧：

应答帧：

校正值：
0064(16进制) =100=> 校正值=100ppm

3.4、修改当前地址

问询帧：（修改当前地址为 0x02 ）

应答帧：

3.5、修改当前波特率

问询帧：（修改当前波特率为38400 ）

应答帧：

3.6、查询当前地址、波特率

问询帧：

应答帧：

读取到设备的真实地址为 01，波特率为 0x03，即 9600。

使用教程

硬件准备

• Arduino UNO x1
• RS485 红外二氧化碳传感器 x1
• Gravity: RS485转UART 有源隔离型 信号转换模块 x1

软件准备

• 下载Arduino IDE： 点击下载Arduino IDE

硬件连接

若RS485设备的功率较小，需求电流小于12V-160mA，RS485转UART信号转换模块则无需12V外部供电，接线更方便。

演示代码

注意：预热时间输出的CO2浓度值会逐渐趋于稳定，预热5分钟内的CO2浓度值请忽略。

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(2,3);
uint8_t Com[8] = { 0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x84, 0x0A }; 
int CO2;
void setup() {
  Serial.begin(9600);  
  mySerial.begin(9600); 
}
void loop() {
  readCO2();
  Serial.print("CO2 = ");
  Serial.print(CO2);
  Serial.println(" ppm");
  delay(4000);
}
void readCO2(void) {
  uint8_t Data[10] = { 0 };
  uint8_t ch = 0;
  bool flag = 1;
  while (flag) {
    delay(100);
    mySerial.write(Com, 8);
    delay(10);
    if (readN(&ch, 1) == 1) {
      if (ch == 0x01) {
        Data[0] = ch;
        if (readN(&ch, 1) == 1) {
          if (ch == 0x03) {
            Data[1] = ch;
            if (readN(&ch, 1) == 1) {
              if (ch == 0x02) {
                Data[2] = ch;
                if (readN(&Data[3], 4) == 4) {
                 if (CRC16_2(Data, 5) == (Data[5] * 256 + Data[6])) {
                    CO2 = Data[3] * 256 + Data[4];
                    flag = 0;
                  }
                }
              }
            }
          }
        }
      }
    }
     mySerial.flush();
  }
}

uint8_t readN(uint8_t *buf, size_t len) {
  size_t offset = 0, left = len;
  int16_t Tineout = 500;
  uint8_t *buffer = buf;
  long curr = millis();
  while (left) {
    if (mySerial.available()) {
      buffer[offset] = mySerial.read();
      offset++;
      left--;
    }
    if (millis() - curr > Tineout) {
      break;
    }
  }
  return offset;
}

unsigned int CRC16_2(unsigned char *buf, int len) {
  unsigned int crc = 0xFFFF;
  for (int pos = 0; pos < len; pos++) {
    crc ^= (unsigned int)buf[pos];
    for (int i = 8; i != 0; i--) {
      if ((crc & 0x0001) != 0) {
        crc >>= 1;
        crc ^= 0xA001;
      } else {
        crc >>= 1;
      }
    }
  }

  crc = ((crc & 0x00ff) << 8) | ((crc & 0xff00) >> 8);
  return crc;
}

结果

打印采集到的CO2值

常见问题

1.电脑有多个 COM 口，选择的口不正确。
2.设备地址错误，或者存在地址重复的设备（出厂默认全部为 1）。
3.波特率，校验方式，数据位，停止位错误。
4.主机轮询间隔和等待应答时间太短，需要都设置在 200ms 以上。
5.485 总线有断开，或者 A、B 线接反。
6.设备数量过多或布线太长，应就近供电，加 485 增强器，同时增加120Ω终端电阻。
7.USB 转 485 驱动未安装或者损坏。
8.设备损坏。

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