P-NUCLEO-IKA02A1 是一款開發(fā)板，使工程師能夠使用 ST 的平臺(tái)和組件快速設(shè)計(jì)智能一氧化碳 （CO） 檢測(cè)器。煙霧和氣體探測(cè)器是智能革命的重要標(biāo)志。我們認(rèn)為很少有人會(huì)在家中和辦公室里發(fā)現(xiàn)很長(zhǎng)時(shí)間的原始設(shè)備，需要一段時(shí)間才能意識(shí)到它們正在發(fā)出嗶嗶聲，因?yàn)樗鼈兊碾姵乜鞗]電了。然而，根據(jù)Research and Markets發(fā)布的一項(xiàng)研究，隨著聯(lián)網(wǎng)家電的出現(xiàn)，一氧化碳報(bào)警器市場(chǎng)將從 2017 年到 2021 年以 10.16% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。畢竟，知道最小的火災(zāi)或事件會(huì)立即在我們的智能手機(jī)上觸發(fā)通知，因此很容易渴望獲得新的和平。

ST 處于獨(dú)特的地位，因?yàn)樗呀?jīng)制造了制造智能 CO 檢測(cè)器所需的大量構(gòu)件。因此，P-NUCLEO-IKA02A1 是技術(shù)、專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的集中供工程師和愛好者使用。零售套件附帶一個(gè)NUCLEO-L053R8，將用作檢測(cè)器板的底座。因此，設(shè)計(jì)人員可以立即開始在他們首選的工具鏈上使用 STM32 微控制器 （MCU） 開發(fā)他們的應(yīng)用程序。最后，ST 包含一個(gè)CO 收集工具，該工具可與基本打火機(jī)配合使用，以測(cè)試探測(cè)器的響應(yīng)。要了解有關(guān) P-NUCLEO-IKA02A1 的更多信息，我們采訪了Jiri Hladik， ST 的應(yīng)用工程師，他向我們介紹了使其成為獨(dú)特開發(fā)工具的所有功能。

P-NUCLEO-IKA02A1 核心的兩個(gè) TSU111

氣體探測(cè)器最基本的限制是其傳感器的電氣特性，它產(chǎn)生極小的電流。例如，對(duì)于每百萬(wàn)分之一 （ppm） 的 CO 濃度，典型的 CO 傳感器只會(huì)產(chǎn)生一個(gè)納安電流。因此，工程師必須找到一種方法在將信號(hào)發(fā)送到 MCU 之前放大該信號(hào)，但系統(tǒng)不得引入噪聲，否則無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量環(huán)境。這就是 P-NUCLEO-IKA02A1 使用兩個(gè) TSU111 的原因，考慮到其功耗，這是最精確的納米運(yùn)算放大器。

TSU111 的失調(diào)電壓非常低，僅為 150 μV，這意味著該運(yùn)算放大器非常精確。同時(shí)，其亞微輸入電流提供了驚人的低功耗，確保一氧化碳探測(cè)器與紐扣電池配合使用時(shí)效果很好。因此，TSU111 的獨(dú)特性能是 P-NUCLEO-IKA02A1 成功背后的原因，但它們也使工程師的生活更輕松，因?yàn)樗麄兊脑O(shè)計(jì)將能夠使用相同的運(yùn)算放大器。事實(shí)上，ST 已經(jīng)在研究一種將兩個(gè) TSU111 組合在一個(gè)封裝中的解決方案 （TSU112），而不是現(xiàn)在的單個(gè)運(yùn)算放大器解決方案。這款新設(shè)備目前計(jì)劃在 2017 年底推出，它將有助于簡(jiǎn)化受 ST 板啟發(fā)的最終設(shè)計(jì)。

最神奇的可拆卸 CO 探測(cè)器

P-NUCLEO-IKA02A1 還附帶 Figaro 的 TGS5141，它是當(dāng)今市場(chǎng)上最小的 CO 探測(cè)器之一。它的主要特點(diǎn)之一是它集成了電解質(zhì)，而不是依賴于水庫(kù)，這往往會(huì)大大增加尺寸。傳感器像燃料電池一樣工作，這意味著當(dāng)一氧化碳通過(guò)膜進(jìn)入組件時(shí)，氧氣與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致電子從一個(gè)電極移動(dòng)到另一個(gè)電極，從而產(chǎn)生電流，運(yùn)算放大器將放大。

ST 也明白工程師需要靈活性和實(shí)用性。因此，P-NUCLEO-IKA02A1 的一個(gè)隱藏特性是可以使用其他氣體傳感器。工程師可以直接移除 TGS5141 并用他們自己選擇的 CO 檢測(cè)器替換它，或者使用完全不同的傳感器來(lái)檢測(cè)二氧化碳、二氫或二氧化硫以及許多其他氣體。環(huán)和預(yù)鉆孔將引導(dǎo)它們，使 P-NUCLEO-IKA02A1 成為當(dāng)今智能氣體探測(cè)器最通用的開發(fā)平臺(tái)之一。換句話說(shuō)，它是如此靈活，以至于只能屈從于設(shè)計(jì)師的意愿。

軟硬件優(yōu)化融合

ST對(duì)開發(fā)板的全面處理還意味著P-NUCLEO-IKA02A1可以與包含亞千兆赫收發(fā)器的模塊（如低功耗S2-LP ）堆疊，以快速開始智能設(shè)備的無(wú)線通信工作。就像將另一個(gè)開發(fā)板添加到堆棧中一樣簡(jiǎn)單，或者從有關(guān)如何為這些類型的應(yīng)用程序設(shè)置 6LoWPAN 網(wǎng)絡(luò)的教程開始。

但是，如果沒有有效的軟件工具來(lái)利用它，硬件解決方案就什么都不是。這就是為什么 ST 不僅提供出色的開發(fā)板，而且該公司還提供Unicleo，這是一個(gè)圖形用戶界面，用于以圖形表示來(lái)自氣體檢測(cè)器的值，并附有主要的周圍數(shù)據(jù)。該工具不僅通過(guò)加速原型設(shè)計(jì)來(lái)加快開發(fā)時(shí)間，而且通過(guò)集中處理最重要的數(shù)據(jù)來(lái)幫助編寫應(yīng)用程序的代碼。此外，NUCLEO-L053R8 是預(yù)閃存的，因此一切都可以開箱即用，ST 提供應(yīng)用示例和源代碼。

審核編輯：郭婷