使用多重感測器模組加速空氣品質設計

對工業和住宅應用來說，空氣品質的監測需求不斷增加。設計人員面臨的挑戰在於，污染物逐漸變多，該如何打造一種可加以因應的解決方案，包括懸浮微粒、二氧化氮、臭氧和其他危害物等。

傳統的監測系統通常需要個別的感測器再經過複雜的整合，才可追蹤所有參數，而 Renesas 的 RRH62000-A1V 感測器模組就提供了一種整合式的多感測器替代方案。這個可快速切入市場的產品，不僅能立即偵測空氣品質問題，更具備長期的污染物減少策略。

單一模組提供全面感測

RRH62000-A1V 展現出環境監測技術的一大進展，將多個感測器整合到一個緊湊的模組中 (圖 1)。此模組會持續監測溫度、濕度、懸浮微粒 (介於 0.3 至 10 μm)、總揮發性有機化合物 (VOC)、一氧化碳和臭氧。

圖 1：RRH62000-A1V 可持續監測空氣品質，在超出臨界值時發出訊號。(圖片來源：Renesas)

RRH62000-A1V 的與眾不同之處在於，將多個感測器組合在單一模組上，同時又可在所有測量中保持高精度。在超出限值時，模組可以透過 I/O 輸出多種訊號，因此能立即因應空氣品質問題。

這種整合可簡化系統設計，並確保所有環境參數都可達到可靠測量。此模組採用精細的微粒偵測系統，特別適合用來監測對健康和空氣品質影響最大的細小微粒。

節能型工業應用

RRH62000-A1V 可因應工業環境中的兩項關鍵挑戰：維持空氣品質及達到能源使用最佳化。此模組支援隨需控制通風 (DCV)，僅會在空氣品質參數超過指定臨界值時，才會啟動通風系統。

當感測器偵測到微粒濃度或 VOC 程度上升時，就會自動觸發通風系統。此外，此模組還可將這些資料轉送到中央據點進行處理，以便達到全設施的監測，並可自動化因應空氣品質問題。

這種智慧作法可以避免甲醛和一氧化碳等污染物達到有害濃度，同時減少不必要的通風系統運作。因此可在不影響工作場所安全的情況下節省大量能源。

此外，RRH62000-A1V 還可以提供即時資料給外部監測系統。如此一來，操作人員就可看到遠端設施的狀態，以便公司整體都符合安全規範。

智慧家庭整合

RRH62000-A1V 能為住宅應用帶來專業級的空氣品質監測。在智慧家庭環境中，此模組可以持續監測多個參數：

• 溫度
• 濕度
• 懸浮微粒 (可精確偵測 0.3 至 10 μm)
• VOC
• 一氧化碳
• 臭氧
• 黴菌風險指標

在整合到家庭自動化系統後，此模組就可依據即時測量值智慧控制連接的裝置。系統可以在溫度超過 30°C 時自動啟動空調、在懸浮微粒位準上升超過可接受的臨界值時觸發空氣清淨機，並可在 VOC 濃度達到不良空氣品質時啟動通風。此外，持續的濕度監測有助於預防黴菌生長，確保達到更健康的生活環境。

此模組能偵測最小至 0.3 μm 的微粒，因此特別適用於監測室內空氣品質，因為若吸入這些細微顆粒會對健康構成重大風險。透過這種精確的測量能力和自動化控制功能，屋主無需持續人為干預，就可保持最佳空氣品質。

開始使用評估套件

若開發人員想要實作空氣品質監測解決方案，Renesas 有提供 RRH62000-EVK 評估套件 (圖 2)。此套件結合了環境感測器通訊板 (ESCom)、RRH62000 感測器模組與 USB 連接能力 (Type-A 對 Type-C)。因此可快速配置和評估 RRH62000 感測器模組。其核心是 Renesas 的 Arm 架構 RA4M2 微控制器單元 (MCU)，會負責處理通訊協定管理，並確保元件之間達到順暢通訊。

圖 2：RRH62000-EVK 可快速配置和評估 RRH62000 感測器模組。(圖片來源：Renesas)

此評估套件提供幾項關鍵特性：

• 多種運作模式，包括適用於電池供電式應用的超低功耗配置
• 簡易的 I2C 介面，可輕鬆進行系統整合
• 適合不同環境感測器款式的 PMOD 板相容性
• Windows 相容的環境感測器評估軟體 (ES-Eval) (需要帳戶)
• 範例程式
• 可在 Renesas 網站免費下載軟體

ESCom 板可當作評估套件的基礎，運用 RA4M2 MCU 處理多種通訊協定。MCU 會管理以下功能：

• 用於 PC 連接的 USB 協定處理
• 介面之間的通訊轉換
• 與 I2C 介面通訊的同步處理
• 與其他感測器產品的整合

ESCom 板可透過標示清楚的跳接線設定提供完善的連接選項，因此可達到快速原型設計和測試 (圖 3)。該板件的設計有助於輕鬆整合既有系統，同時還提供開發和測試所需的靈活性。

圖 3：ESCom 板透過標示清楚的跳接線設定提供完善的連接選項，d因此可達到快速原型設計和測試。(圖片來源：Renesas)

ES-Eval 軟體提供以下功能，可增進開發體驗：

• 感測器配置用的使用者便利圖形化介面
• 即時監測所有感測器參數
• 資料記錄功能
• 客製化應用程式開發用的程式設計範例
• 支援不同的感測器運作模式
• 與其他 Renesas 環境感測器的整合範例

結論

RRH62000-A1V 將多個高精度感測器結合到單一模組中並提供完善的開發工具，因此能有效實作空氣品質監測解決方案。此模組具有節能的運行、精細的測量功能，並可直接控制連接的裝置，因此是智慧家庭和工業應用的可靠選擇。