SEK - SVM4x评估套件：SGP40和SGP41室内空气质量传感器的测评利器

在电子工程师的日常工作中，对于室内空气质量传感器的评估和开发是一项重要任务。今天，为大家介绍Sensirion公司的SEK - SVM4x评估套件，它专为SGP40和SGP41室内空气质量传感器打造，能有效测量VOC和(NO_{x})，为我们的设计工作带来极大便利。

文件下载：SEK-SVM4X.pdf

一、评估套件概述

SEK - SVM4x评估套件中的SVM41模块，集成了SGP41和SHT40传感器，还配备了用于信号处理的板载微控制器。它支持I2C和UART接口，能输出数字信号，同时还配备了USB - UART电缆和跳线电缆组。其供电范围为3.0 - 5.5 V，具备即插即用的特性，可实现快速评估和原型设计。

二、规格参数

1. 电气规格

参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	注释
供电电压	(V_{DD})	3.0	3.3或5.0	5.5	V	需保证最小电压满足最大供电电流要求
空闲电流	(I_{DD})	-	2.0	3.0	mA	3.3 V供电电压下，上电及执行特定命令后进入空闲模式
(NO_{x})像素调节激活时的平均供电电流	-	-	6.5	7.5	mA	3.3 V供电电压下，执行测量启动命令后(NO_{x})像素调节激活10 s
测量期间的平均供电电流	-	-	5.0	7.5	mA	3.3 V供电电压下
通信	-	数字2线接口，I2C或UART	-	-	-	-

2. 时序规格

参数	符号	条件	最小值	典型值	最大值	单位
上电时间	(t_{PU})	硬复位后，(V_{DD} geq 3.0 V)	-	25	100	ms
I2C时钟频率	(f_{I2C})	-	-	-	100	kHz
UART波特率	(f_{UART})	-	-	115200	-	bits (s^{-1})
推荐读出间隔	-	-	0.5	1	60	s

3. 推荐操作和存储条件

具体可参考SGP41数据手册，同时要考虑SGPxx气体传感器和SHTxx湿度传感器的处理和组装说明以及相应的设计指南，以确保SVM41达到最佳性能。

4. 绝对最小和最大额定值

参数	额定值
供电电压(V_{DD})	- 0.3至 + 5.5 V
短期存储温度范围	- 40至 + 70 °C
工作温度范围	- 20至 + 55 °C
短期存储湿度范围	0至80%（无冷凝）
工作湿度范围	0至90%（无冷凝）

5. 硬件接口规格

SVM41传感器模块配备串行通信接口，接口连接器Molex 5055670671位于传感器侧面。UART - USB电缆和跳线电缆配备相应的母插头Molex 5055650601。引脚分配如下：	引脚	名称	注释
1	(V_{DD})	供电电压
2	GND	接地
3	RX	UART：通信接收引脚 I2C：串行数据，双向
4	TX	UART：通信发送引脚 I2C：串行时钟，双向
5	SEL	接口选择：浮空或上拉至(V_{DD})选择UART；下拉至GND选择I2C
6	NC	不连接

在选择接口时，如果使用I2C接口连接传感器和主PCB，要注意电磁干扰和串扰问题，建议使用尽可能短（(leq 10 cm)）且屏蔽良好的连接电缆；若使用长连接电缆，推荐使用更抗电磁干扰的UART接口。

三、传感器输出信号描述

1. 启动行为

传感器在达到3.0 V的上电阈值电压后开始上电，最多100 ms后进入空闲模式，此时SVM41准备好接收主设备的命令。

2. 进行测量

要进行测量，需从空闲模式调用svm41_start_measurement命令激活测量模式。测量模式将保持激活状态，直到发送svm41_stop_measurement、svm41_device_reset命令或执行硬复位。在测量模式下，SVM41每秒进行一次测量，无论主设备的采样间隔如何。发送svm41_startmeasurement命令后的前45 s，VOC和(NO{x})指数均为0，之后指数范围为1 - 500。可以调用svm41_get_signals或svm41_get_raw_signals命令来检索传感器数据。

3. 温度偏移补偿

SVM41可通过设置温度偏移来补偿SHT40的相对湿度和温度信号。可在空闲或测量模式下随时发送svm41_get_temperature_offset命令读取当前温度偏移，在空闲模式下使用svm41_set_temperature_offset命令设置偏移值。温度偏移不会永久存储，必要时需重新设置，可使用svm41_store_input_parameters命令将其永久存储。

4. 气体指数算法的可调性

SVM41接口允许通过一组六个不同参数分别调整VOC和(NO_{x})算法。可在空闲和测量模式下发送svm41_get_voc_parameters和svm41_get_nox_parameters命令读取当前参数，使用svm41_set_voc_parameters和svm41_set_nox_parameters命令设置参数。这些参数不会永久存储，同样可使用svm41_store_input_parameters命令永久存储。

5. 参数存储到非易失性存储器

可通过调用svm41_store_input_parameters命令并等待最多500 ms，将用于补偿RHT信号的温度偏移以及用于调整气体指数算法的参数永久存储到SVM41的非易失性存储器中。

6. VOC算法的内存功能

SVM41允许主设备存储VOC算法的当前状态，以便在中断后恢复操作。主设备需在测量模式运行至少3 h后发送svm41_get_voc_states命令获取状态，并将其存储在外部非易失性存储器中。在SVM41上电并处于空闲模式时，主设备可发送svm41_set_voc_states命令恢复状态。

7. 设备复位

SVM41可通过硬复位或发送svm41_reset_device命令进行复位。复位后，之前存储的参数将被擦除。

SEK - SVM4x评估套件为电子工程师提供了一个全面且便捷的平台，用于评估和开发基于SGP40和SGP41的室内空气质量传感器应用。大家在实际使用中，有没有遇到过类似评估套件的一些特殊应用场景呢？欢迎在评论区分享。