Princip technologie NDIR (Nondispersive infrared sensor) uvnitř RRH47000 je následující. Infračervený zdroj světla je nasměrován plynovou komorou k detektoru. Optický filtr propustí pouze určitou vlnovou délku a molekuly CO₂ v komoře absorbují tuto specifickou vlnovou délku světla. Detektor změří intenzitu dopadajícího IR světla a stanoví koncentraci CO₂ (Lambert-Beerův zákon). Vše je znázorněno na obrázku níže.

Hladina CO₂ v interiéru se zvyšuje přítomností lidí, protože jde o vedlejší produkt dýchání. Vysoká hladina CO₂ v interiéru vede k pocitům dusna a ospalosti. Rychlá odezva snímání CO₂ je klíčem ke zlepšení kvality ovzduší v prostředí. Další fyzikální veličiny, které ovlivňují klima v místnosti, je teplota a vlhkost. Díky tomu lze řídit ovzduší v prostoru efektivněji a všechny veličiny si dát do kontextu mezi sebou. Systémy řízené ventilace se senzory CO₂, teploty a vlhkosti se používají nejen v inteligentních domácnostech, ale i v chytrém zemědělství a průmyslových aplikacích.

Modul RRH47000 obsahuje kromě NDIR senzoru CO₂ také senzor teploty a vlhkosti. Tyto tři fyzikální veličiny poskytují kompletní informaci o stavu prostředí v místnosti a lze je tak využít pro zlepšení kvality vzduchu pomocí inteligentních HVAC systémů budovy. Velkou výhodou modulu je ten, že senzory splňují globální průmyslové standardy pro měření CO₂ jako je California Title 24, RESET, ASHRAE, WELL, UBA, WHO, EPA a LEED.

Environmental Sensors Evaluation Kit (ES-EVK)

ES-EVK je vývojový kit, který obsahuje kromě komunikační desky příslušný senzorový modul. V našem případě to je RRH47000 pro měření CO₂, teploty a vlhkosti. Komunikační deska ESCom je tedy společnou platformou a zajišťuje rozhraní mezi počítačem a připojeným senzorovým modulem. Základem desky je ARM MCU RA4M2 s rozhraním USB a I2C. Na komunikační desce jsou potřebné oddělovací kondenzátory, ale I2C pull-up rezistory její součástí nejsou. Tyto rezistory jsou na příslušném senzorovém modulu. Environmentální senzory, které lze připojit ke komunikační desce ESCom a jejich podrobné informace jsou k dispozici na webových stránkách příslušného modulu.

• ZMOD4410 pro TVOC a IAQ
• RRH46410 pro TVOC a IAQ
• ZMOD4510 pro O3, NO2 a OAQ
• ZMOD4450 pro RAQ
• HS3001 a HS4001 pro RHT
• FS3000 pro rychlost vzduchu
• RRH62000 pro PM, TVOC a RHT
• RRH47000 pro CO2 a RHT

Hardwarové připojení EVK a počáteční zapnutí

Před použitím software je nutné nastavit EVK následovně:

1. Podle obrázku níže nastavit napájení pomocí propojku K2 buď na programovatelné interní napájení nebo externí napájení. Pokud je použit interní zdroj napětí (výchozí z USB), propojka je připojena k VINT a VSENS. Pokud je použit externí zdroj z konektoru K5, tak propojka je připojena k VEXT a VSENS. Externí napájení musí být v rozmezí 1,8V až 3,3V.
2. Připojit desku ke 14pinovému konektoru na komunikační desce a zajistit správnou orientaci. V případě, že jsou k ESCom připojena dvě nebo více zařízení se stejnou I2C adresou tak, všechna zařízení budou reagovat na příkazy odeslané softwarem ESEval a může dojít k překrývání odpovědí, a to povede k nedefinovaným výsledkům.
3. Připojte kabel USB-C do konektoru P1 na komunikační desce a připojit k počítači a spustit ESval software
4. Je-li použito vnitřní napětí, ES-Eval po spuštění senzoru okamžitě aktivuje vnitřní napětí.
5. Zkontrolujte, že LED D2 svítí modře. To znamená, že napětí snímače je v platném rozsahu a komunikační deska umožňuje konektory PMOD k připojení dalších produktů Renesas. Konektor PMOD (Female) pro senzory s rozhraní I2C a konektor PMOD (samec) pro Renesas MCU EVK

Po spuštění softwaru ES-Eval se zobrazí úvodní okno, jak je znázorněno na obrázku níže. Automaticky se zkontroluje, zda je k dispozici aktualizace firmwaru ESCom a doporučuje se vždy používat nejnovější firmware pro komunikační desku. Software umožňuje nastavení parametrů měření (dle typu připojeného senzoru), výběr senzoru, výběr a konfigurace algoritmu, analýza signálu a konfigurace výstupního grafu.

Více informací naleznete na https://www.renesas.com/en/products/sensor-products/environmental-sensors/intelligent-sensor-modules/rrh47000-evk-single-channel-ndir-co2-module-evaluation-kit