基于ADI公司的便携式一氧化碳检测设计方案

在工业生产中，气体中毒事件时有发生，市场对便携式有毒气体检测方案的需求趋势迅速增加。本文介绍一种基于ADI的 ADuCM360 MCU的一氧化碳气体检测方案，该方案具有具有功耗低、交叉灵敏度低、长期稳定性出色等特点，非常适合电池供电的便携式应用。

时常发生的有毒气体中毒事件，引起了人们对人生安全和健康的重视。有毒气体检测器小巧轻便，方便随身携带，可以检测暴露在环境中的危险气体 CO 的浓度，清晰地读出气体浓度、峰值和高、低浓度报警水平。如果当前气体高、低浓度值超出预设限度值时，仪器以声、光报警提醒用户。多数便携式低功耗有毒气体检测器都是以电化学传感器为基础的，涵盖工业环境中的多数常见气体，比如一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、和二氧化氮（NO2）。

本参考设计提供了一个基于ADI公司 ADuCM360 MCU的一氧化碳气体检测方案，包含完整的硬件设计（原理图、PCB及BOM），软件设计和用户接口软件。该方案具有具有功耗低、交叉灵敏度低、长期稳定性出色等特点，非常适合电池供电的便携式应用。

一、ADI一氧化碳检测方案工作原理

工作原理图

二、ADI一氧化碳检测方案硬件原理

硬件原理图

1. 信号测量 ：使用电化学传感器 Alphasense CO - AF 作为前端，传感器产生的电流与 CO 浓度成正比，将传感器产生的电信号经过放大、滤波电路送到 ADC 采样端；

2. 信号采样：使用 ADuCM360 内置的 ADC 采集经过处理的信号；

3. 数据显示 ：将计算得到的 CO 浓度通过 LCM 显示出来；

4. 声光报警 ：当 CO 浓度达到一定范围，控制蜂鸣器发出不同频率的声音，进行报警。

5. 电源及参考电压部分：供电电压 5V，可以利用USB或者三节干电池供电。

三、软件设计流程

1. CO浓度计算 ：根据采ADC集到的信号计算 CO 浓度，测量范围 0 - 1500ppm，带有自动校准功能；

2. 数据显示 ：驱动LCM，将采样电压和计算得到的 CO 浓度显示出来；

3. 声光报警 ：根据 CO 浓度将报警范围分 3 个等级：50 - 200ppm、201 - 400ppm、400ppm 以上；在不同等级控制蜂鸣器发出不同频率的声音，浓度越高，频率越高。

四、PCB板实物图