简介

CCS811空气质量传感器能够测量eCO2(equivalent CO2)和TVOC(Total Volatile Organic Compounds)浓度。可用于空气测量应用，例如：空气质量检测、空气净化器、新风系统等。

CCS811使用AMS独有的微热板技术，相比传统的气体传感器，功耗更低、预热时间更短、体积更小。内部集成ADC和MCU，可以对数据进行采集、计算，并且通过I2C返回数据。

CCS811支持多种模式：每1秒、10秒、1分钟、250毫秒测量一次以及休眠模式，这些模式在传感器测量期间进行了低功耗优化，因此CCS811适用于便携式应用。CCS811支持浓度报警，

当浓度超过用户设置的阈值时，INT引脚就会触发。

⚠注意：该芯片对I2C进行了时钟延展，有些控制器不支持时钟延展，例如树莓派。

二氧化碳浓度参考

TVOC浓度参考

应用场景

• 车内空气质量检测
• 室内空气质量检测
• 空气净化器
• 家庭控制器
• 新风系统

技术规格

• 供电电压：3.3V~5.5 V
• 预热时间：<15s
• I2C地址：0x5A(默认)/0X5B
• 工作温度范围：-40℃~85℃
• 工作湿度范围：10%RH~95%RH
• eCO2测量范围：400ppm~8000ppm
• TVOC测量范围：0ppb~1100ppb
• 产品尺寸：16*20mm

引脚说明

使用教程

该产品预热时间短，在上电后很短时间就能有准确的读数，在设置环境基线后能够更快的有准确读数（下面会讲基线获取和设置方法）

⚠**注意：**数据手册建议在第一次使用传感器时，先运行48小时

准备

• 硬件
  • 1 x Arduino UNO控制板
  • 1 x CCS811 空气质量传感器
  • 若干 杜邦线
• 软件
  • Arduino IDE， 点击下载Arduino IDE
  • CCS811库文件和示例程序

关于如何安装库文件，点击链接

• 主要API接口函数列表

  /**
   * @功能 判断是否可以读取数据
   * @返回 可以读取时为true，否则为false
   */
  bool checkDataReady();
    /**
   * @功能 设置环境参数
   * @参数 温度输入温度值，单位：摄氏度，范围（-40-85℃）
   * @参数 湿度输入湿度值，单位：%RH，范围（0-100%RH）
   */
  void setInTemHum(float temperature, float humidity);

  /**
   * @功能 设置测量周期和中断
   * @参数 cycle: eClosed      :空闲（在此模式下禁用测量）
   *              eCycle_1s    :每秒进行一次测量
   *              eCycle_10s   :每10秒进行一次测量
   *              eCycle_60s   :每60秒进行一次测量
   *              eCycle_250ms :每250ms进行一次测量
   * @参数 thresh: 0：禁止报警中断
   *               1：启用报警中断
   * @参数 interrupt: 0：禁止采集中断
   *                  1：启用采集中断
   */
  void setMeasurementMode(eCycle_t mode, uint8_t thresh = 0, uint8_t interrupt = 0, );
  
  /**
   * @功能 获取当前的二氧化碳浓度
   * @返回 当前二氧化碳浓度，单位：ppm
   */
  uint16_t  getCO2PPM();
  /**
   * @功能 获取当前的TVOC浓度
   * @返回 返回当前的TVOC浓度，单位：ppb
   */
  uint16_t getTVOCPPB();

  /**
   *@功能 获取当前的基线值
   *@返回 当前基线值的十六进制数
   */
  uint16_t readBaseLine();

  /**
   *@功能 将基线编值写入寄存器
   *@参数 从getBaseLine.ino获取一个十六进制数
   */
  void writeBaseLine(uint16_t baseLine);

接线图

样例代码1 - 获取基线

为什么要获取基线？

因为之后你可以写入获取的基线，这样可以让传感器预热后立即显示空气质量，否则在污染空气中启动时需要非常久的时间才有正确读数
数据手册对基线校准的建议：在运行传感器的第一周，建议每24小时保存一个新的基线，运行1周后，可以每1-28天保存一次

⚠**特别注意：**请放在空气清新的环境中（20分钟以上）获取基线，不同传感器、不同测量周期基线不同

/*!
 * @file getBaseLine.ino
 * @brief Put the module in clear air and work a few minutes, wait for baseline doing not change 
 * @n Experiment phenomenon: get
 *
 * @copyright	Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @licence     The MIT License (MIT)
 * @author [LuoYufeng](yufeng.luo@dfrobot.com)
 * @version  V0.1
 * @date  2019-07-19
 * @get from https://www.dfrobot.com
 * @url https://github.com/DFRobot/DFRobot_CCS811
 */
#include "DFRobot_CCS811.h"


/*
 * IIC address default 0x5A, the address becomes 0x5B if the ADDR_SEL is soldered.
 */
//DFRobot_CCS811 CCS811(&Wire, /*IIC_ADDRESS=*/0x5A);
DFRobot_CCS811 CCS811;

void setup(void)
{
    Serial.begin(115200);
    /*Wait for the chip to be initialized completely, and then exit*/
    while(CCS811.begin() != 0){
        Serial.println("failed to init chip, please check if the chip connection is fine");
        delay(1000);
    }
}
void loop() {
    if(CCS811.checkDataReady() == true){
        /*!
         * @brief Set baseline
         * @return baseline in clear air
         */
        Serial.println(CCS811.readBaseLine(), HEX);
        
    } else {
        Serial.println("Data is not ready!");
    }
    //delay cannot be less than measurement cycle
    delay(1000);
}

结果

经过一段时间后基线稳定

样例代码2 - 获取数据

请将获取到的基线值填入到sensor.writeBaseLine();这个函数中。如果您不设置基线请在示例程序中将这个函数屏蔽，传感器将自动校准基线，但是这个过程非常缓慢。

上传到UNO后打开串口监视器我们可以的看到CO2和TVOC浓度。

/*!
 * @file readData.ino
 * @brief Read the concentration of carbon dioxide and TVOC
 * @n Experiment phenomenon: read data every 0.5s, and print it out on serial port. 
 *
 * @copyright	Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @licence     The MIT License (MIT)
 * @author [LuoYufeng](yufeng.luo@dfrobot.com)
 * @version  V0.1
 * @date  2019-07-19
 * @get from https://www.dfrobot.com
 * @url https://github.com/DFRobot/DFRobot_CCS811
 */
#include "DFRobot_CCS811.h"

/*
 * IIC address default 0x5A, the address becomes 0x5B if the ADDR_SEL is soldered.
 */
//DFRobot_CCS811 CCS811(&Wire, /*IIC_ADDRESS=*/0x5A);
DFRobot_CCS811 CCS811;

void setup(void)
{
    Serial.begin(115200);
    /*Wait for the chip to be initialized completely, and then exit*/
    while(CCS811.begin() != 0){
        Serial.println("failed to init chip, please check if the chip connection is fine");
        delay(1000);
    }
}
void loop() {
    if(CCS811.checkDataReady() == true){
        Serial.print("CO2: ");
        Serial.print(CCS811.getCO2PPM());
        Serial.print("ppm, TVOC: ");
        Serial.print(CCS811.getTVOCPPB());
        Serial.println("ppb");
        
    } else {
        Serial.println("Data is not ready!");
    }
    /*!
     * @brief Set baseline
     * @param get from getBaseline.ino
     */
    CCS811.writeBaseLine(0x447B);
    //delay cannot be less than measurement cycle
    delay(1000);
}

结果

样例代码3 - 浓度报警

请将获取到的基线值填入到sensor.writeBaseLine();这个函数中。如果您不设置基线请在示例程序中将这个函数屏蔽，传感器将自动校准基线，但是这个过程非常缓慢。

当CO2浓度从当前范围(低、中、高)移动到另一个范围(超过50ppm)，则产生中断，并在打印当前CO2值。

本样例需要将传感器的INT引脚连接到主控板相应的中断引脚（样例选用的UNO中断引脚D2）。

/*!
 * @file setInterrupt.ino
 * @brief Set interrupt parameter, when CO2 concentration range changes, get an interrupt
 * @n Experiment phenomenon: read data every 1s, and print it out on serial port.
 *
 * @copyright	Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @licence     The MIT License (MIT)
 * @author [LuoYufeng](yufeng.luo@dfrobot.com)
 * @version  V1.0
 * @date  2019-07-13
 * @get from https://www.dfrobot.com
 * @url https://github.com/DFRobot/DFRobot_Sensor
 */
#include "DFRobot_CCS811.h"

volatile  int8_t GPIO1TRIG = 0;

/*
 * IIC address default 0x5A, the address becomes 0x5B if the ADDR_SEL is soldered.
 */
//DFRobot_CCS811 CCS811(&Wire, /*IIC_ADDRESS=*/0x5A);
DFRobot_CCS811 CCS811;

void setup(void)
{
    Serial.begin(115200);
    /*wait for the chip to be initialized completely, and then exit*/
    while(CCS811.begin() != 0){
        Serial.println("failed to init chip, please check if the chip connection is fine");
        delay(1000);
    }
    attachInterrupt(0, interrupt, RISING);
    /**
     * @brief Measurement parameter configuration 
     * @param mode:in typedef enum{
     *              eClosed,      //Idle (Measurements are disabled in this mode)
     *              eCycle_1s,    //Constant power mode, IAQ measurement every second
     *              eCycle_10s,   //Pulse heating mode IAQ measurement every 10 seconds
     *              eCycle_60s,   //Low power pulse heating mode IAQ measurement every 60 seconds
     *              eCycle_250ms  //Constant power mode, sensor measurement every 250ms 1xx: Reserved modes (For future use)
     *          }eCycle_t;
     * @param thresh:0 for Interrupt mode operates normally; 1 for interrupt mode only asserts the nINT signal (driven low) if the new
     * @param interrupt:0 for Interrupt generation is disabled; 1 for the nINT signal is asserted (driven low) when a new sample is ready in
     */
    CCS811.setMeasurementMode(CCS811.eCycle_250ms, 1, 1);
    /**
     * @brief Set interrupt thresholds 
     * @param lowToMed: interrupt triggered value in range low to middle 
     * @param medToHigh: interrupt triggered value in range middle to high 
     */
    CCS811.setThresholds(1500,2500);
}
void loop() {
    if(GPIO1TRIG == 1){
        Serial.println("CO2 range has changed");
        Serial.print("CO2: ");
        Serial.print(CCS811.getCO2PPM());
        Serial.print("ppm, TVOC: ");
        Serial.print(CCS811.getTVOCPPB());
        Serial.println("ppb");
        delay(1000);
    }
    GPIO1TRIG = 0;
    Serial.print("CO2: ");
    Serial.print(CCS811.getCO2PPM());
    Serial.print("ppm, TVOC: ");
    Serial.print(CCS811.getTVOCPPB());
    Serial.println("ppb");
    CCS811.writeBaseLine(0x447B);
    delay(1000);
}


void interrupt(){
  GPIO1TRIG = 1;
}

结果

当对传感器呼气，CO2浓度范围发生了变化，产生了一次中断；当气体浓度降下来时，也产生了一次中断

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