Hardware-Details
Das Board hat drei Hauptchips und eine 2,5-V-Spannungsreferenz rund um eine SGX-4CL2 Chlorzelle. Das Analog-Front-End LMP91000 versorgt die Zelle mit ihrer Vorspannung und wandelt ihren Strom in eine Spannung um, die Referenz liefert die Referenzspannung des Front-Ends, der ADS1115 wandelt die Ausgangsspannung um, und ein ATtiny404 mit Werksfirmware steuert beide über den boardeigenen internen I2C-Bus. Ihr Controller kommuniziert nur mit dem ATtiny404, und zwar über den Hauptbus, der zu den Qwiic-Connectors führt.
Wichtige technische Daten
| Specification | Value |
|---|---|
| MCU | |
| Bridge-MCU | Microchip ATtiny404 (Werksfirmware) |
| Schnittstelle | |
| Schnittstelle | I2C sowie analoge und digitale Header-Pins |
| Qwiic-kompatibel | Ja, 2 Connectors |
| Standard-I2C-Adresse | 0x30 |
| I2C-Adresse änderbar | Ja, 0x30 bis 0x37 mit dem ADDRESS-Schalter |
| Steckbrett-kompatibel | Nein |
| Stromversorgung | |
| Versorgungsspannung | 3,3 V (Minimum und Maximum), kein Regler |
| Logikpegel | Nur 3,3 V |
| Sonstiges | |
| Gaszelle | SGX-4CL2, elektrochemisch, Chlor (Cl2) |
| Messbereich | 0 bis 10 ppm Cl2; maximale Überlast 100 ppm |
| Auflösung | 0,1 ppm typisch (abhängig von der Elektronik) |
| Ansprechzeit | T90 unter 60 s |
| Wiederholbarkeit | Unter ±2% Cl2-Äquivalent; linear |
| Betriebsbedingungen | -20 bis 50 °C, 15 bis 90% rF |
| Erwartete Lebensdauer der Zelle | Über 12 Monate an der Luft |
| Analoges Front-End | Texas Instruments LMP91000 |
| ADC | Texas Instruments ADS1115, 16 Bit |
| Abmessungen | 38 x 38 mm |
Die obigen Angaben zur Gaszelle gelten für die SGX-4CL2. Ihr Datenblatt nennt außerdem das Ausgangssignal der Zelle, den Druckbereich und die Querempfindlichkeit gegenüber anderen Gasen.
Pinbelegung
| Pin-Beschriftung | Pin-Name | Beschreibung |
|---|---|---|
| Qwiic (x2) | 3V3, GND, SDA1, SCL1 | Stromversorgung und der I2C-Hauptbus. Beide Connectors funktionieren; sie sind derselbe Bus. |
3V3 | 3,3-V-Versorgung | Stromeingang, nur 3,3 V. Alle 3V3-Pins und beide Qwiic-Connectors liegen auf derselben Linie. |
GND | Masse | Alle GND-Pins sind verbunden. |
SDA1, SCL1 | I2C-Hauptbus | Der Bus, den Ihr Controller verwendet, gemeinsam mit den Qwiic-Connectors genutzt. 10-kΩ-Pull-ups auf 3V3 (JP5). |
SDA2, SCL2 | Interner I2C-Bus | Der Bus des ATtiny404 zum LMP91000 (0x48) und zum ADS1115 (standardmäßig 0x49). 10-kΩ-Pull-ups auf 3V3 (JP6). Schließen Sie Ihren Controller hier nicht an. |
VOUT | Front-End-Ausgang | Der analoge Ausgang des LMP91000, das Zellsignal als Spannung. Er führt außerdem zum ersten Eingang des ADS1115 und zum ATtiny404. |
ALERT | ADC-Alarm | Der ALERT/RDY-Pin des ADS1115, ebenfalls mit dem ATtiny404 verbunden. |
LMPEN | Front-End-Freigabe | Der I2C-Freigabeeingang des LMP91000, active low. Ein 10-kΩ-Widerstand hält ihn auf Low, und er ist außerdem mit dem ATtiny404 verbunden, daher lassen Sie ihn unbeschaltet. |
AIN1, AIN2, AIN3 | ADC-Eingänge | Die anderen drei Eingänge des ADS1115, für Ihre eigenen Analogsignale. |
UPDI | Programmier-Pin | Die Programmierschnittstelle des ATtiny404, auf der dreipoligen Stiftleiste mit GND und 3V3. |
Die Arduino- und MicroPython-Bibliotheken lesen nur die Gaszelle aus. Keine von beiden
hat eine Funktion zum Lesen von AIN1 bis AIN3.
Spannungs- und Logikpegel
| Anschluss | Unterstützte Spannung | Hinweise |
|---|---|---|
3V3-Pins und Qwiic | 3,3 V | Kein Regler: Die Versorgung speist jeden Chip direkt. |
SDA1, SCL1, SDA2, SCL2 | 3,3-V-Logik | Über 10 kΩ auf 3V3 hochgezogen. |
VOUT | Analog | Der Ausgang des LMP91000. Das Front-End arbeitet mit einer 2,5-V-Referenz auf dem Board. |
AIN1 bis AIN3 | Analog | Die anderen Eingänge des ADS1115. |
Versorgen Sie das Board ausschließlich mit 3,3 V. Eine 5-V-Versorgung an 3V3 oder an einem Qwiic-Connector
gelangt direkt an jeden Chip, da das Board keinen Regler hat.
Abmessungen
Das Board misst 38 x 38 mm, mit je einem 3,2-mm-Montageloch in jeder Ecke. Die Gaszelle sitzt auf der Unterseite.
Jumper
Alle sechs Jumper befinden sich auf der Oberseite.
| Jumper | Standard | Funktion |
|---|---|---|
| JP1 | Geschlossen | Verbindet die analoge Masse (AGND) mit GND. Öffnen Sie ihn, um sie zu trennen. |
| JP2 bis JP4 | JP2 geschlossen, JP3 und JP4 offen | ADS1115-Adresse auf dem internen Bus: JP2 legt ADDR auf 3V3 (0x49), JP3 auf SDA2 (0x4A), JP4 auf SCL2 (0x4B). |
| JP5 | Geschlossen | Schaltet die 10-kΩ-Pull-ups an SDA1 und SCL1 zu. Öffnen Sie ihn, um sie zu trennen. |
| JP6 | Geschlossen | Schaltet die 10-kΩ-Pull-ups an SDA2 und SCL2 zu. Öffnen Sie ihn, um sie zu trennen. |
Schließen Sie JP3 oder JP4 niemals, solange JP2 noch geschlossen ist: Dadurch wird SDA2 oder SCL2
direkt mit 3V3 verbunden und der interne Bus blockiert. Werden JP3 und JP4 zusammen geschlossen,
wird SDA2 mit SCL2 kurzgeschlossen. Öffnen Sie zuerst JP2 und schließen Sie dann nur einen von JP3 und JP4.
Lassen Sie JP2, JP3 und JP4 niemals alle offen: Nichts anderes legt den ADDR-Pin
des ADS1115 fest, sodass seine Adresse nicht definiert ist. Halten Sie genau einen der drei geschlossen.
Der ADDRESS-Schalter neben JP5 legt die eigene I2C-Adresse des Boards fest, von 0x30 bis
0x37. Übergeben Sie die eingestellte Adresse an die
Bibliothek: ElectrochemicalGasSensor sensor(SENSOR_CL2, 0x30); in Arduino oder
adc_addr=0x30 in MicroPython.