构建具有连接性的精确环境CO₂检测器

我们大多数人都知道二氧化碳是一种无色无味的气体，可溶于水，通常被视为碳酸饮料中的气泡。但它也是一种温室气体，一种在我们燃烧含碳材料时释放的副产品，也是一种在生物体的呼吸和代谢过程中形成的气体。它是我们日常生活的一部分，在许多应用中都需要准确测量它的有用和有害浓度。

Thermopile CO₂ Detector Winning Combination 是一个参考设计（参见图 1）。该 CO₂ 检测器解决方案使用 Renesas 的RTD120D双热电堆检测环境 CO₂ 浓度。它有一个基于非色散红外 （NDIR） 热电堆的气体传感电路，并根据 NDIR 辐射的强度测量二氧化碳气体的浓度。

图 1. 热电堆 CO₂ 检测器参考设计的系统架构

Renesas RTD120D热电堆具有一个双通道硅基热电堆探测器，可提供具有高输出的低成本解决方案，并具有两个 1.2mm x 1.2mm 的小有源区域。它以 25ms 的时间常数快速响应强度变化，其氮气封装气体可实现稳定的性能和较长的使用寿命。

DA14585是可用的最小、最低功耗和集成度最高的蓝牙®解决方案设备系列的一部分。这种多功能 SoC 非常适合将蓝牙低功耗 （LE） 添加到遥控器、接近标签、信标、连接的医疗设备和智能家居节点等产品中。它支持所有蓝牙开发，包括蓝牙 5 和蓝牙低功耗网格。此外，用户还可以利用板载 Arm ® M0 CPU、内存和外围设备进行系统控制。

ZMOD4410是我们的气体传感器模块，设计用于检测总挥发性有机化合物 （TVOC） 和监测室内空气质量 （IAQ）。而HS3001是一款高精度、完全校准的相对湿度和温度传感器。高精度、快速测量响应时间和长期稳定性，以及小封装尺寸，使其成为从便携式到恶劣环境的各种应用的理想选择。

为了从设计中获得最高的精度，我们使用ISL26102，它是一个低噪声可编程增益放大器以及一个具有两个通道的 24 位 Delta-Sigma 模数转换器 （ADC）。该 ADC 具有一个三阶调制器，可提供高达 21.5 位的无噪声性能，以及用户可选择的字速率。系统电源由我们的ISL85412（用于 CO₂ 检测器板）和RAA214401（用于蓝牙 LE 模块、传感器和其他功能）管理。ISL85412是一款150mA 同步降压稳压器，输入范围为 3.5V 至 40V，连续输出电流高达 150mA。而RAA214401是一款线性稳压器，可在非常宽的输入电压范围（4.5V 至 40V）下以 3.3V 的固定输出和高达 150mA 的输出电流工作。

这种成功的组合为高精度气体浓度测量提供了紧凑的设计。

审核编辑：郭婷