P-NUCLEO-IKA02A1 CO检测器开发板的应用

　　P-NUCLEO-IKA02A1 是一款开发板，使工程师能够使用 ST 的平台和组件快速设计智能一氧化碳 （CO） 检测器。烟雾和气体探测器是智能革命的重要标志。我们认为很少有人会在家中和办公室里发现很长时间的原始设备，需要一段时间才能意识到它们正在发出哔哔声，因为它们的电池快没电了。然而，根据Research and Markets发布的一项研究，随着联网家电的出现，一氧化碳报警器市场将从 2017 年到 2021 年以 10.16% 的复合年增长率增长。毕竟，知道最小的火灾或事件会立即在我们的智能手机上触发通知，因此很容易渴望获得新的和平。

　　ST 处于独特的地位，因为它已经制造了制造智能 CO 检测器所需的大量构件。因此，P-NUCLEO-IKA02A1 是技术、专业知识和经验的集中供工程师和爱好者使用。零售套件附带一个NUCLEO-L053R8，将用作检测器板的底座。因此，设计人员可以立即开始在他们首选的工具链上使用 STM32 微控制器 （MCU） 开发他们的应用程序。最后，ST 包含一个CO 收集工具，该工具可与基本打火机配合使用，以测试探测器的响应。要了解有关 P-NUCLEO-IKA02A1 的更多信息，我们采访了Jiri Hladik， ST 的应用工程师，他向我们介绍了使其成为独特开发工具的所有功能。

　　P-NUCLEO-IKA02A1 核心的两个 TSU111

　　气体探测器最基本的限制是其传感器的电气特性，它产生极小的电流。例如，对于每百万分之一 （ppm） 的 CO 浓度，典型的 CO 传感器只会产生一个纳安电流。因此，工程师必须找到一种方法在将信号发送到 MCU 之前放大该信号，但系统不得引入噪声，否则无法准确测量环境。这就是 P-NUCLEO-IKA02A1 使用两个 TSU111 的原因，考虑到其功耗，这是最精确的纳米运算放大器。

　　TSU111 的失调电压非常低，仅为 150 µV，这意味着该运算放大器非常精确。同时，其亚微输入电流提供了惊人的低功耗，确保一氧化碳探测器与纽扣电池配合使用时效果很好。因此，TSU111 的独特性能是 P-NUCLEO-IKA02A1 成功背后的原因，但它们也使工程师的生活更轻松，因为他们的设计将能够使用相同的运算放大器。事实上，ST 已经在研究一种将两个 TSU111 组合在一个封装中的解决方案 （TSU112），而不是现在的单个运算放大器解决方案。这款新设备目前计划在 2017 年底推出，它将有助于简化受 ST 板启发的最终设计。

　　最神奇的可拆卸 CO 探测器

　　P-NUCLEO-IKA02A1 还附带 Figaro 的 TGS5141，它是当今市场上最小的 CO 探测器之一。它的主要特点之一是它集成了电解质，而不是依赖于水库，这往往会大大增加尺寸。传感器像燃料电池一样工作，这意味着当一氧化碳通过膜进入组件时，氧气与电解质发生反应，导致电子从一个电极移动到另一个电极，从而产生电流，运算放大器将放大。

　　ST 也明白工程师需要灵活性和实用性。因此，P-NUCLEO-IKA02A1 的一个隐藏特性是可以使用其他气体传感器。工程师可以直接移除 TGS5141 并用他们自己选择的 CO 检测器替换它，或者使用完全不同的传感器来检测二氧化碳、二氢或二氧化硫以及许多其他气体。环和预钻孔将引导它们，使 P-NUCLEO-IKA02A1 成为当今智能气体探测器最通用的开发平台之一。换句话说，它是如此灵活，以至于只能屈从于设计师的意愿。

　　软硬件优化融合

　　ST对开发板的全面处理还意味着P-NUCLEO-IKA02A1可以与包含亚千兆赫收发器的模块（如低功耗S2-LP ）堆叠，以快速开始智能设备的无线通信工作。就像将另一个开发板添加到堆栈中一样简单，或者从有关如何为这些类型的应用程序设置 6LoWPAN 网络的教程开始。

　　但是，如果没有有效的软件工具来利用它，硬件解决方案就什么都不是。这就是为什么 ST 不仅提供出色的开发板，而且该公司还提供Unicleo，这是一个图形用户界面，用于以图形表示来自气体检测器的值，并附有主要的周围数据。该工具不仅通过加速原型设计来加快开发时间，而且通过集中处理最重要的数据来帮助编写应用程序的代码。此外，NUCLEO-L053R8 是预闪存的，因此一切都可以开箱即用，ST 提供应用示例和源代码。

　　审核编辑：郭婷