樹莓派｜SGP30 使用教學：MOX Gas Sensor

SGP30：TVOC/eCO2 Gas Sensor 簡介

SGP30：Air Quality Sensor 功能特性介紹

• 使用 I2C 通訊介面
• 正確率在 15% 以內
• 適合用來做室內的空氣品質偵測
• 在揮發性有機化合物 VOC 和氫氣 H₂ 上，可偵測大範圍的數值
• 使用上通常會用來回傳 Total VOC（TVOC）和 equivalent CO₂（eCO2）
• eCO2 的檢測範圍：400～60000 ppm
• TVOC 的檢測範圍：0～60000 ppb
• 因為 SGP30 回傳的等值 CO₂（eCO2）是經由檢測 H₂ 濃度後，用 IAQ 演算法換算而來的，而非 CO₂ 精確值，所以不適合作為實驗室用
• 如果能經由別的濕度 Sensor 給予 SGP30 RH%（相對濕度），那 SGP30 便能更精準地計算出 TVOC/eCO2 的值

SGP30｜Pinouts：「Pin 腳」功能介紹

在 SGP30 上的 Pin 腳，可分成 Power Pin 和 Data Pin 兩種：

• Power Pin｜Vin：為能源接角，因為內建電壓調節器，所以可以接上 3V 到 5V，SGP30 將會安全地降壓。使用時，只要接上和微處理器同等使用的電壓就行了。如 Raspberry Pi 就用 3V。
• Power Pin｜1V8：此接角可經由內建的電壓調節器輸出 1.8V，最高可到 50mA。
• Power Pin｜GND：用來接地的接角
• Data Pin｜SCL：I2C 的時鐘接角 Clock Pin
• Data Pin｜SDA：I2C 的資料接角 Data Pin

樹莓派 Raspberry Pi 與 SGP30 的 I2C 接線

樹莓派 Raspberry Pi：GPIO Pin

• 3V3 腳位：1、17 號
• GND 腳位：6、9、14、20、25、30、34、39 號
• SCL 腳位：5 號
• SDA 腳位：3 號

Raspberry Pi：檢查 I2C 裝置

在接完線後，可以於樹莓派 Raspberry Pi 上，開啟終端機 Terminal，並輸入 sudo i2cdetect -y 1 用來檢查是否接對，或無接觸不良的問題，樹莓派 Raspberry Pi 能順利的偵測到這個 I2C 裝置。

如果順利的話，會出現以下輸出：

pi@raspberrypi:~ $ sudo i2cdetect -y 1
    0  1   2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- 58 -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

會看到，這一顆 SGP30 Air Quality Sensor 在 I2C 的介面下，位置 address 為 0x58。

SGP30：下載使用所需的 Library！

為了能方便的在 Raspberry Pi 上撰寫簡單的程式就能操作 SGP30 Air Quality Sensor，我們可以下載使用 Adafruit 官方所提供的 Library 程式庫。

以下列出所有我們需要下載的 Library 程式庫，以及需要在終端機 Terminal 中輸入的指令：

下載：CircuitPython

在終端機 Terminal 中，輸入：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install python3-pip
sudo pip3 install --upgrade setuptools
cd ~
sudo pip3 install --upgrade adafruit-python-shell
wget https://raw.githubusercontent.com/adafruit/Raspberry-Pi-Installer-Scripts/master/raspi-blinka.py
sudo python3 raspi-blinka.py

可能會問「Continue？」輸入 y，按 Enter。

下載：Adafruit's CircuitPython library bundle

pip3 install adafruit-circuitpython-lis3dh

下載：adafruit_sgp30.mpy

pip3 install adafruit-circuitpython-sgp30

下載：adafruit_bus_device

pip3 install adafruit-circuitpython-busdevice

下載注意！

如果有問題，無法下載，可以改試 pip 而不要用 pip3

SGP30：程式碼簡單使用範例教學

範例程式使用 CircuitPython 和 Adafruit library。

import time
import board
import busio
import adafruit_sgp30

# 定義 busio.I2C 和 sensor 物件
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA, frequency=100000)
sgp30 = adafruit_sgp30.Adafruit_SGP30(i2c)

print("SGP30 serial #", [hex(i) for i in sgp30.serial])

# IAQ 演算法：將 H₂ 濃度換算成 eCO₂ 的濃度
sgp30.iaq_init()
sgp30.set_iaq_baseline(0x8973, 0x8AAE)

elapsed_sec = 0

while True:
    # 讀值：eCO₂ 和 TVOC
    print("eCO₂ = %d ppm \t TVOC = %d ppb" % (sgp30.eCO2, sgp30.TVOC))
    time.sleep(1) # 等一下
    elapsed_sec += 1
    # 每 10 次輸出 1 次 Baseline values，和 IAQ 演算法有關
    if elapsed_sec > 10:
        elapsed_sec = 0
        print("**** Baseline values: eCO₂ = 0x%x, TVOC = 0x%x" % (sgp30.baseline_eCO2, sgp30.baseline_TVOC))

在以上的程式碼中，在相關的函式都放了解釋文件的連結，想了解更多的話，可以點擊去了解！