智能手機(jī)需要新技術(shù)，尤其要靠新的傳感器給智能手機(jī)帶來(lái)新的賣(mài)點(diǎn)。如果智能手機(jī)能夠檢測(cè)出VOC氣體 （注：VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物的英文縮寫(xiě)），確實(shí)會(huì)讓手機(jī)廠商們以此作為一個(gè)賣(mài)點(diǎn)。但氣體傳感器能夠?yàn)槭謾C(jī)增加什么樣的功能，可以幫助手機(jī)用戶(hù)檢測(cè)室內(nèi)的甲醛、苯、煤氣、CO或是酒精的濃度嗎？

Cambridge CMOS Sensor（CCS）公司產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Paul Wilson 在介紹CC811氣體傳感器的技術(shù)

首先我們來(lái)看看CCS的氣體傳感的技術(shù)和產(chǎn)品。CCS公司產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Paul Wilson介紹，CCS成立于2008年，是一家IC設(shè)計(jì)公司，其總部位于英國(guó)劍橋。核心技術(shù)是MEMS CMOS Micro-hotplates（中文為微加熱盤(pán)）的技術(shù)應(yīng)用。與其它氣體傳感器不同的是，CCS公司的微加熱盤(pán)采用了金屬鎢作為熱傳導(dǎo)反應(yīng)載體，可以20微秒內(nèi)完成 加熱過(guò)程，而傳統(tǒng)的氣體檢測(cè)加熱盤(pán)，則需要5至10分鐘。因此在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，氣體的檢測(cè)只需要花耗6微瓦的功耗，在現(xiàn)有的三種檢測(cè)模式中最為省電。另外CCS的CMOS氣體傳感器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在不接觸水的情況下，與空氣接觸的檢測(cè)行為，幾乎不會(huì)有任何的功能衰減?！拔覀冏隽?00多萬(wàn)次的測(cè)試，幾乎沒(méi)有衰減。它的有效使用時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)五年。” Paul Wilson表示。

上圖紅色圈中即為CCS811傳感器芯片，它可以單獨(dú)應(yīng)用在手機(jī)或其它電子產(chǎn)品上

通過(guò)這個(gè)專(zhuān)利技術(shù)，CCS公司發(fā)布了第一代的氣體傳感器是CC801。在一些手機(jī)配件、可穿戴設(shè)備以及消費(fèi)電子上，出貨量達(dá)到了15萬(wàn)片。但CCS801作為一個(gè)傳感器，它需要與MCU和其它外圍元件一起，設(shè)計(jì)成一個(gè)模組，才能與處理器一起做成產(chǎn)品。“CC801與不同的MCU搭配，每個(gè)工程師都要重新調(diào)試設(shè)置參數(shù)，我們的支持人員和客戶(hù)工程師都感到很辛苦。因此推出了這款內(nèi)置Silab的8051核的MCU，ADC和以及I2C數(shù)字接口，所有這些功能都集成到一個(gè)尺寸為2.7mmx4.0mm的LGA封裝中，適應(yīng)于低功耗與小尺寸的應(yīng)用，例如在智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備上，” Paul Wilson說(shuō)。

CCS811可以有三種主動(dòng)檢測(cè)模式：1秒一次，10秒一次以及60秒一次，主動(dòng)測(cè)試時(shí)的功耗低于每分鐘1.2mW。另外還可設(shè)置為idle空閑模式，功耗低于6uW，它在不開(kāi)啟使用時(shí)幾乎不會(huì)損害手機(jī)的待機(jī)時(shí)間。

那么它用在手機(jī)時(shí)，可以做到哪些檢測(cè)呢？

CCS公司產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Paul Wilson表示，CCS811可以用于檢測(cè)酒精和危險(xiǎn)氣體，例如CO和各種VOC。如果是將手機(jī)開(kāi)啟氣體檢測(cè)模式，它可以檢測(cè)到家里的CO（煤氣）濃度，或是檢測(cè)VOC的濃度，并通過(guò)手機(jī)的APP，發(fā)出警報(bào)。下面是一家深圳的手機(jī)公司根據(jù)CCS801做出的手機(jī)樣機(jī)。里面的APP顯示出檢測(cè)的eCO2的濃度數(shù)據(jù)。eCO2是等效二氧化碳的等級(jí)或是總TVOC的指標(biāo)，數(shù)據(jù)精確到了PPM級(jí)。

在電子工程專(zhuān)輯記者朝手機(jī)進(jìn)氣孔吹氣后，eCO2的數(shù)據(jù)從900左右提升到了1408。手機(jī)的檢測(cè)結(jié)果反應(yīng)相當(dāng)敏捷

上圖是10秒檢測(cè)一次，當(dāng)Paul用水筆（帶有很濃的酒精）劃過(guò)手機(jī)時(shí)，eCO2數(shù)據(jù)出現(xiàn)很陡的上升曲線(xiàn)，并達(dá)到了警報(bào)區(qū)域

因此，如果是采用了CCS811的手機(jī)，在室內(nèi)開(kāi)啟檢測(cè)模式時(shí)，是可以迅速檢測(cè)到室內(nèi)的煤氣的濃度是否超標(biāo)，這算是一個(gè)很有用的功能。

但Paul也指出，CCS811或是CCS801都不能用于直接檢查室內(nèi)裝修材料釋放的甲醛或是苯的濃度。雖然通過(guò)第三方在歐洲很多國(guó)家地區(qū)作過(guò)檢測(cè)，室內(nèi)的eCO2數(shù)據(jù)與甲醛或是苯與有一個(gè)大概的換算關(guān)系，但依然不能作為檢測(cè)結(jié)果使用。因此，他認(rèn)為采用CCS811的手機(jī)或可穿戴設(shè)備或是智能家居、物聯(lián)網(wǎng)的新產(chǎn)品，最好是采用區(qū)域數(shù)據(jù)劃分警示等級(jí)，而不宜直接向消費(fèi)者給出數(shù)值作為檢測(cè)參考結(jié)果。

另外，由于PM 2.5是屬于微小顆粒物質(zhì)，CCS801或CCS811，均不能檢測(cè)PM 2.5的數(shù)據(jù)。 CCS811的采購(gòu)成本是一萬(wàn)片起批量采購(gòu)的價(jià)格單片5.82美金?，F(xiàn)在CCS公司提供樣片和開(kāi)發(fā)評(píng)估工具，明年1月量產(chǎn)。該芯片的晶圓代工TSMC，封裝在日月光。 最后的結(jié)論： CCS811是一顆低功耗小尺寸功能強(qiáng)大的氣體傳感器，它比前一代的產(chǎn)品CCS801更適合用于手機(jī)，以及可穿戴設(shè)備、智能家居和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上。當(dāng)然，成本也不會(huì)低。