[Arduino]SCD41 Qwiic 模組訊息與功能說明

1. SCD41 Qwiic 模組訊息與功能說明

這是一款基於 Sensirion SCD41 感測器所設計的 Qwiic (I2C) 介面模組。它採用了革新的「光聲感測技術（Photoacoustic Sensing Technology）」，打破了傳統 NDIR CO₂ 感測器體積龐大的限制，在極小的尺寸下仍能提供高精度的二氧化碳、溫度與濕度數值。

核心功能：

• 三合一環境偵測：單一模組即可同時輸出 CO₂ 濃度、溫度 與 濕度 數據，是室內空氣品質監測（IAQ）的理想選擇。
• 光聲感測技術 (PASens®)：利用光聲效應原理測量 CO₂ 分子，實現了在不犧牲性能的前提下大幅縮小感測器體積。
• Qwiic 生態系相容：具備 Qwiic 連接器（或相容的 STEMMA QT），隨插即用，無需焊接即可與 Arduino、Raspberry Pi、ESP32 等開發板連線。
• 廣域測量範圍：標準測量範圍為 400 ppm 至 5000 ppm，但在擴展模式下可偵測高達 40,000 ppm 的濃度。
• 低功耗模式：支援單次測量模式（Single Shot Mode），適合電池供電的物聯網應用。

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2. 原廠與功能諸元清單

這裡需區分 「感測器原廠」 與 「模組製造商」：

• 核心感測器原廠：Sensirion (瑞士商，以高精度感測器聞名)
• 常見 Qwiic 模組製造商：SparkFun (Qwiic 創始者) 或 Adafruit (STEMMA QT，相容 Qwiic)

技術規格表 (Specifications)

項目 (Item)	規格參數 (Detail)
核心晶片	Sensirion SCD41
通訊介面	I2C (Qwiic / STEMMA QT 相容)
I2C 位址	0x62 (固定)
CO₂ 測量範圍	400 ppm ~ 5,000 ppm (擴展可至 40,000 ppm)
CO₂ 精度	±(40 ppm + 5% 讀數) @ 400-5000 ppm
溫度測量範圍	-10°C ~ +60°C (精度 ±0.8°C)
濕度測量範圍	0% ~ 100% RH (精度 ±6% RH)
工作電壓	2.4V ~ 5.5V (Qwiic 系統標準為 3.3V)
功耗 (平均)	一般模式約 15-18 mA； 低功耗單次測量模式可低至 <0 .5="" ma="" td="">
響應時間	CO₂: 60秒 (t63)
尺寸	感測器本體僅 10.1 x 10.1 x 6.5 mm (模組約 25.4 x 25.4 mm)

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[Arduino]SHT40 Qwiic 溫溼度感測模組｜Sensirion 高精度 I2C 數位感測器 STEMMA QT 相容

SHT40 Qwiic 模組是一款採用 Sensirion SHT40 高精度數位溫溼度感測晶片，並整合 STEMMA QT / Qwiic 介面的 I2C 模組，支援 3.3–5V 系統、免焊接快速串接，非常適合物聯網與環境監測應用。

此模組提供 ±0.2°C 與 ±1.8%RH 等級的精度，以及超低功耗與板載保護設計，可直接搭配 Arduino、Raspberry Pi 等平台使用。

模組與原廠簡介

• 感測核心為瑞士 Sensirion 的 SHT40 數位溫溼度感測器，屬第四代 SHT4x 系列，主打高精度與低功耗。
• Qwiic 模組常見實現在 Adafruit SHT40 Temperature & Humidity Sensor – STEMMA QT / Qwiic 這類擴充板上，板上已整合穩壓與電平轉換，可在 3.3–5V 系統上直接使用。
• 板載 1 mm 間距 4-pin JST-SH 連接器，腳位為 I2C (GND / 3V3/5V / SDA / SCL)，與 SparkFun Qwiic 生態系與 Adafruit STEMMA QT 相容，可多板串接、免焊接原型開發。

主要功能與應用

• 量測項目為相對濕度與溫度：濕度範圍 0–100%RH，典型精度約 ±1.8%RH；溫度範圍 -40–125°C，典型精度約 ±0.2°C (在常見環境範圍內)。
• 內建 I2C 介面（Fast Mode Plus，預設位址 0x44），並提供 CRC 檢查，適合用於噪聲較高或線長較長的 I2C 匯流排。
• 感測晶片平均電流約 0.4 μA@1 Hz 量測頻率、待機電流約 80 nA，非常適合電池供電或低功耗 IoT 節點應用。
• SHT40 適用於長期穩定性與可靠性要求較高的場景。
• Adafruit 的 STEMMA QT / Qwiic 擴充板版本額外搭配 PTFE 濾膜，讓感測端具 IP67 等級的顆粒與液體防護，適用較嚴苛環境與容易積塵的應用。

重要規格清單（Qwiic 模組）

項目	規格內容	備註
感測器型號	Sensirion SHT40 數位溫溼度感測器	原廠 Sensirion 瑞士品牌
量測物理量	相對濕度 (%RH)、溫度 (°C)	數位輸出透過 I2C
濕度量測範圍	0–100%RH	全濕度範圍可用
濕度典型精度	±1.8%RH（約 25–75%RH 範圍內）	最大誤差約 ±3.5%RH
溫度量測範圍	-40–125°C	適合室內外與工規環境
溫度典型精度	±0.2°C（常見環境範圍內）	高精度應用可用
模組供應電壓	3.3–5V（板上穩壓與電平轉換）	STEMMA QT / Qwiic 板版本
感測器供電範圍	1.08–3.6V	SHT40 晶片規格
I2C 位址	0x44（預設）	Fast Mode Plus, CRC
平均感測電流	約 0.4 μA @ 1 Hz	超低功耗
待機電流	約 80 nA	電池裝置有利
工作溫度 (模組)	受限於 SHT40：-40–125°C	PCB 與周邊元件通常限制較小
連接介面	Qwiic / STEMMA QT 4-pin JST-SH + 2.54mm 焊孔	可免焊接或排針焊接
板上保護	PTFE 濾膜覆蓋感測孔、基本被動元件（電容、上拉等）	提升防塵、防水與穩定性
軟體支援	Arduino、CircuitPython/Python 函式庫	官方提供範例與程式庫

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[PI PICO]Pico LoRa-Mesh Solar Shield 深度解析-2

一、硬體介面與腳位配置總覽

在進行程式撰寫前，確認 Pico 的腳位配置是極為重要的步驟 。使用的 Pico LoRa Mesh solar shield 板子，腳位是以功能面來區分 ：

介面	功能腳位說明	實際腳位編號 (程式/GP 參考)
LoRa (SPI)	包含 SCK, MOSI, MISO, Reset, 和 LoRa SSS (Slave Select)	走 SPI 介面
I2C/QWIC	用於連接溫濕度感測器 SHT40 等模組	程式編號 6 與 7 (實際對應到 GP4 與 GP5)
UART (序列通訊)	用於 TX/RX 通訊	TX/RX (GP編號 12/13)
電池電壓	讀取電池電壓	ADC0 (實際對應到 GPIO26/GP26) [14, 15]
5V 開關 (5V_EN)	控制外部 5V 設備供電	GP21 (GP編號 27)

特別提到，UART 介面設有 5V 開關 。這設計主要是針對外接比較耗電的 UART 設備，以達到省電的目的。

二、電池電壓監控程式解析 (ADC)

由於裝置主要設計為電池應用，讀取電池電壓至關重要 。電壓讀取是透過 ADC (類比數位轉換) 實現的，連接到 ADC0 (GPIO26) 腳位上。

1. 硬體原理與分壓電路

電池接口的電壓透過一個電阻分壓電路連接到 ADC0 。此電路的分壓電阻值分別是 R1 = 1MΩ（上電阻）與 R2 = 1.5MΩ（下電阻）。實際的接法是將 AD 端點接在 ADC0 上 。

2. 程式邏輯與計算

• 讀取原始值：ADC 讀取到的原始值範圍是 0 到 4095 。
• 電壓還原：將原始值轉換為實際的 AD 腳位電壓。由於板子工作電平為 3.3V，此還原後的電壓通常會在 3V 以下 。
• 計算電池電壓：透過電阻分壓公式，將還原後的 AD 電壓計算回原始的電池電壓 。

💡 追求精準：校正係數

由於電子元件存在誤差，如果希望電壓讀值更接近實際電表量測值，可以使用校正係數 。校正係數的計算方式是：用實際電表量測的電壓值除以程式顯示的電壓值 。將計算出的校正係數（例如 1.0386）乘上未校正的電池電壓，即可得到更精準的值 。

節電應用：讀取電壓的目的在於提供參考。當電池電壓在 3.7V 到 4.2V 的區間內 ，程式可以根據電壓高低實施節電措施，例如放慢迴圈速度或延長感測器讀取間隔 。

三、UART 通訊與 5V 電源管理範例

UART 範例展示了如何實現序列通訊以及控制板載的 5V 開關 。

1. 5V 開關控制

控制 5V 開關是為了控制外部設備的電源，該開關由 GP21 腳位控制 。在程式中，需將 GP21 初始化為 輸出 (out) 。

• 設為 High 即可打開開關，輸出 5V 。
• 設為 Low (零) 則可關閉開關 。

2. UART 介面應用

UART 通訊使用 UART0 的 TX 和 RX 腳位 。測試時需要使用 USB 轉 TTL 的 Cable，連接 GND、RX 和 TX (5V 線可不接，因為板子上 5V 腳位是輸出) 。程式會將輸入的資料反饋列印出來，確認 UART 通訊正常。

若需啟用 log 輸出，可以在 `CMakeLists.txt` 中開啟 `USE_USB_SERIAL_FOR_CONSOLE_LOG` 或 `USE_UART_FOR_CONSOLE_LOG` 選項 。

四、LoRa 傳輸實戰：SHT40 溫濕度資料收發

本次課程介紹了兩組程式來演示資料的完整收發流程 ：

1. LORA SHT40 Sensor (發送端)：負責讀取 SHT40 溫濕度數據，並將資料封裝後透過 LoRa 傳送 。SHT40 模組的操作方式與 Arduino 相似，使用原廠的程式庫，在 main 函式中初始化並擷取溫濕度值 。
2. LORA Simple Receiver (接收端)：負責接收數據 。

關鍵設定：無論是發送端還是接收端，都需要確保頻段（例如 915 或 433）以及中間的 LoRa 參數設定完全一致 。

接收邏輯解析

接收端使用 receive 函式進行數據接收：

• 接收緩衝區 (Buffer) 的長度必須大於實際要接收的資料長度 。
• 接收成功後，程式會進行 CRC (循環冗餘校驗) 確認 。
• 接著會解析資料結構，並列印出溫濕度、RSSI (信號強度) 和 SNR (信噪比) 等資訊 。

目前接收方式是使用 Poll (詢問) 模式 ，鼓勵夥伴們可以嘗試將接收方式改為中斷 (Interrupt) 方式作為課後練習 。

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QWIIC 是什麼？一篇看懂：告別麵包板地獄，SparkFun 的「快充」開發革命

身為一位 Maker 或是 STEM 領域的教育工作者，你一定對這個場景不陌生：

桌上攤著 Datasheet，你正瞇著眼睛，試圖找出感測器上那小到看不見的 SDA 和 SCL 腳位；麵包板上插滿了五顏六色的杜邦線，像一盤打翻的義大利麵；你好不容易接完了線，上電一試... 咦？怎麼沒反應？

於是，漫長的 Debug 之旅開始了。是線插錯了？是電壓不對？還是...

最慘的是，你不小心將 5V 的電源接到了 3.3V 的腳位，伴隨著一陣微弱的白煙和塑膠焦味，那顆剛買的昂貴感測器就此報銷... 💸

I2C（Inter-Integrated Circuit） 明明是一個如此強大、允許我們在同一條匯流排上串接（Daisy-chain）數十個設備的通訊協定，為什麼在「硬體實作」上，總是帶給我們這麼多痛苦和風險？

這個問題，Maker 界的巨頭 SparkFun Electronics 也注意到了。在 2017 年，他們決定一勞永逸地解決這個問題。

今天，【宅老大數位】要帶您深入認識這個正在改變 Maker 與教育界遊戲規則的系統 —— QWIIC。

故事的起源：SparkFun 的「Aha!」時刻

時間回到 2017 年，SparkFun 的工程師們發現，他們在開發新產品原型時，有巨量的時間並不是花在「創意發想」或「程式設計」上，而是耗費在「焊接排針」、「檢查腳位圖」和「排除接線錯誤」這些重複且乏味的苦工上。

「我們能不能創造一個系統，讓原型開發像插 USB 一樣簡單、快速，而且絕對不會出錯？」

這個想法的結晶，就是 QWIIC Connect System。（官方發音同 "Quick"，意指「快速」）

QWIIC 的目標非常單純：讓 I2C 變得隨插即用。

QWIIC 深度解析：它如何解決所有痛點？

QWIIC 系統的核心，是統一採用了一種 4-Pin 的 JST SH 1.0mm 腳距連接器。

無論你的模組是 OLED 螢幕、GPS 還是高精度的溫濕度感測器，只要它支援 QWIIC，就一定會有這個 4-Pin 接口。

這 4 條線的定義是永久固定的：

• 黑色 = GND (接地)
• 紅色 = 3.3V (電源)
• 藍色 = SDA (I2C 資料線)
• 黃色 = SCL (I2C 時脈線)

這個簡單的統一，帶來了四大革命性的優勢：

1. 絕對防呆 (Polarized) - 告別燒板

QWIIC 的 JST 接頭具有物理防呆設計，它有特定的方向性，如果你拿反了，是根本插不進去的。這代表你（或你的學生）再也不可能把 VCC 和 GND 接反，徹底杜絕了因為誤插而燒毀模組的慘劇。

2. 無需焊接 (Solder-less) - 告別烙鐵

這可能是最節省時間的一點。所有 QWIIC 模組都已焊好接頭，你需要的只是一條 QWIIC 連接線。這不僅讓原型開發變得飛快，更讓 QWIIC 成為 STEM/STEAM 教室的完美方案 —— 再也不需要讓學生使用危險的電烙鐵，教室環境更安全，老師的備課也更輕鬆。

3. 快速串接 (Daisy-Chainable) - 告別麵包板

還記得我們說 I2C 可以串接嗎？QWIIC 把這點發揮到極致。你會發現，幾乎每一塊 QWIIC 模組上都至少有兩個接頭。這就是為了「菊鏈串接」而設計的。

你的主控板 (如 Arduino) 只需要一個 QWIIC 接口，接上第一個模組（例如：BME280 氣象感測器），然後從 BME280 的「第二個」接口，再拉一條線到下一個模組（例如：OLED 螢幕）。

看到了嗎？沒有麵包板、沒有雜亂的杜邦線，只有幾條乾淨俐落的黑色連接線，一個功能強大的專案就搭建完成了。

4. 標準化 (Standardized) - 告別 3.3V/5V 混亂

QWIIC 生態系全面採用 3.3V 作為標準電壓。這是一個非常聰明的決定，因為現代絕大多數的微控制器（如 ESP32, Raspberry Pi, ARM Cortex）和高精度感測器都是運作在 3.3V。這讓你無需再煩惱 5V 的 Arduino 和 3.3V 的感測器之間是否需要加「邏輯電平轉換器」，QWIIC 系統幫你搞定了一切。

龐大的生態系：QWIIC 並不孤單

QWIIC 最成功的地方，在於它不只是一個封閉標準，而是一個開放的「生態系」。

SparkFun 自己率先推出了數百種 QWIIC 模組，從基礎的按鈕、LED，到專業的 GPS、光譜儀、ToF 測距感測器，應有盡有。

更棒的是，另一家 Maker 巨頭 Adafruit 也推出了自己的 STEMMA QT 系統，它採用了完全相同的 JST SH 4-Pin 接頭與腳位定義。

這意味著 SparkFun QWIIC 和 Adafruit STEMMA QT 是 100% 互相相容的！

這讓開發者的選擇瞬間加倍，你可以自由混搭兩家（以及其他支援廠商）的模組，建構出無限可能的專案。

這對台灣的 Maker 與教育者意味著什麼？

在【宅老大數位】，我們不只是銷售電子零件，我們更致力於推廣能「真正解決問題」的技術。QWIIC 系統的引進，我們認為具有兩層重大意義：

• 🎓 對 STEM/STEAM 教育者：

  這套系統能將你從「硬體除錯助教」的身份中解放出來。寶貴的課堂時間，終於可以 100% 專注在「程式邏輯」、「運算思維」和「創意啟發」上。學生的挫折感大幅降低，成就感和學習熱情自然會顯著提升。

• 🛠️ 對 Maker / Prototyper (原型開發者)：

  你的點子，值得被快速實現。QWIIC 提供了驚人的「原型開發速度」，讓你能在短短幾分鐘內，就把腦中的想法搭建成一個可運作的實體原型 (Prototype)，快速驗證、快速迭代。你的寶貴時間，應該花在更偉大的功能創新上。

QWIIC 不只是一個新接頭，它是一種新的工作流程，一種更聰明、更快速、更安全的開發哲學。

你是否也厭倦了杜邦線、麵包板和電烙鐵？你覺得在你的專案或課堂中，最常在哪個硬體環節卡關呢？歡迎在底下留言分享你的「血淚史」！

【宅老大數位】很高興能將 QWIIC 全系列產品線帶給台灣的 Maker 與教育者。

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[PI PICO]Pico LoRa-Mesh Solar Shield 深度解析-1

專為戶外長時間續航與物聯網而生：Pico LoRa-Mesh Solar Shield 深度解析

本次介紹的 Pico LoRa-Mesh Solar Shield 應用板，是我們專門為戶外長續航、感測回傳與教學開發場景所打造的核心產品。

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第一章：板子的定位與核心優勢

Pico LoRa-Mesh Solar Shield 的設計定位，是希望提供一個強調擴展性與太陽能特色的解決方案，特別適合需要額外感測器連接的開發者。它是一款與 Raspberry Pi Pico 相容的 LoRa/Meshtastic 通訊應用板。

1. 廣泛的應用場景

此板子的關鍵應用包括：

• Meshtastic 網路部署：支援作為 Mesh 網路的節點或中繼角色，特別適用於登山通信、活動場域臨時網路與救援通訊。
• LoRa 程式開發：適用於感測資料的上行開發（點對點或 LoRaWAN）。
• 數據採集與監測：使用情境涵蓋環境監測、農林水務、資產追蹤以及教育專題等。

2. 無線通訊規格

板子採用原廠的 Semtech SX1262 射頻晶片，這是一個目前的主流型號，具有高靈敏度與低功耗特性，適合遠距離資料回傳：

• 頻段規範：依市場需求推出 433MHz 與 915MHz 版本。台灣市場主要規範使用 915MHz。
• 功率輸出：輸出功率上限約為 22 dBm。

第二章：電源管理與擴充介面細節

1. 太陽能供電與充電管理 (MPPT)

此應用板支援 MPPT（最大功率點追蹤）功能，可搭配小型太陽能板，適用於戶外長時間佈署與能源補給。

• 充電晶片：進行單節鋰電池充電管理。
• 升壓晶片：進行高效率同步升壓，提供系統與外設穩定電壓源。
• 電池規格：支援單節鋰電池（3.7V 至 4.2V），可使用軟包或聚合物理電池。工作室提供的標準容量是 3000mAh，被認為是相對合理的選擇。
• 多重充電：可透過外接 VIN 輸入（5V 至 12V，需注意正負極性）或 USB 連接埠進行充電。
• 安全提示：上電前，請務必先安裝天線。

2. 豐富且易用的擴充介面

• Qwiic I2C 介面：板載 1 個 Qwiic I2C 連接器，支援零焊接擴充感測器與周邊模組，是工作室未來重點推廣的介面。
• UART 接口（UR）：內建電平轉換，可與 3.3V 或 5V 系統互聯。
• 天線接口：採用 IPX (第一代) 連接器，出貨配有轉接線 (ipex to SMA)。
• 電壓讀取：板子設計有電阻分壓腳位，可用於讀取電池電壓，將在下一次課程分享使用方式。
• 擴展腳位：額外引出未使用的腳位，包括用於 log 輸出的 TX/RX (GP0/GP1) 和 Ground。

第三章：LoRa 通訊基礎與關鍵參數回顧

在程式開發中，LoRa 的通訊參數設定至關重要，發送端與接收端必須完全一致才能進行通訊：

參數名稱	縮寫	範圍與定義	影響及應用
擴頻因子	SF (Spreading Factor)	範圍 7-12。定義了符號速率與晶片速率的比率。	SF 越高，接收靈敏度越高，通訊距離增加，但數據傳輸速率降低。SF7 適合距離近、需快速傳輸的應用。
訊號強度	RSSI (Received Signal Strength Indicator)	衡量接收到的總訊號功率（包含有用訊號和雜訊），單位為 dBm。	良好範圍約在 -30 dBm 到 -70 dBm。用於評斷訊號的強弱。
訊噪比	SNR (Signal-to-Noise Ratio)	衡量訊號品質的指標。	正值表示訊號品質良好。負值表示訊號功率低於雜訊，但 LoRa 仍可能解調。用於評斷訊號的品質。
同步字元	Sync Word	一個 8 位元的序列。預設值通常為 0x12 (十進位 18)。	接收端用來識別和同步發送端的訊號。兩端數值必須一致才能接收。
頻寬	BW (Bandwidth)	預設值通常為 125 kHz。	較窄的頻寬（如 125 kHz）能提高接收靈敏度並增加通訊距離。
編碼率	CR (Coding Rate)	以分數表示（如 4/5 到 4/8）。涉及到前向錯誤校正 (FEC)。	CR 數值越大，容錯空間越高，適用於通訊品質不佳的場景。

第四章：應用程式開發與未來規劃

此應用板支援使用 Pico C/C++ SDK 搭配 VSCode 進行開發。

1. UF2 上傳方法

在沒有 Debug Probe 的情況下，可使用以下步驟上傳程式：

1. 將板子上電（接 USB）。
2. 按住 板上的按鈕不放。
3. 按一下 Reset 鍵。
4. 放開 按鈕，電腦會出現名為 RP2 的磁碟機。
5. 將編譯好的 .uf2 檔案拖拉進 RP2 磁碟機即可完成上傳。
6. 完成上傳後，可透過裝置管理員確認新的 COM Port，並使用 Console 軟體連接，預設鮑率為 115200。

2. 接收程式的兩種模式

課程中演示了兩種接收模式：

• 輪詢模式 (Polling)：程式結構簡單，在主回圈（Loop）中持續調用 receive() 函式。這種方式適合程式較短、結構不複雜的應用，可快速完成。
• 中斷模式 (Interrupt)：效率較高，不會佔用 Pico 系統資源。它透過偵測 LoRa 模組的 DI1 腳位（Digital Input 1）觸發中斷。中斷函式內部應僅設置一個 Flag（標記），實際資料讀取和處理在主回圈中執行。

3. 未來的模組與擴充計畫

我們將持續推廣 Qwiic 生態系統的應用，並提供驅動程式 (Driver) 支援：

• Qwiic 模組：已完成 SCD41（二氧化碳感測器）的驅動，SGP41（空氣品質）的驅動正在撰寫中。Qwiic 的優勢在於多個感測器可共用兩條線，不佔用腳位。

4. 購買據點

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[AMEBA]建立 9合一 感測器的空氣盒子

室內外空氣品質的差異

您可能認為戶外空氣污染更嚴重，因為有汽車尾氣、工廠排放等來源，但事實上，室內空氣品質可能比戶外更令人擔憂。根據美國室內空氣品質協會的研究，我們一天有近 90% 的時間待在室內，而室內污染物濃度有時比室外高出 2-5 倍。為什麼會這樣呢？

 

簡述感測器

Qwiic（快速I2C）是SparkFun Electronics開發的一種快速原型設計系統，旨在使連接電子元件變得更加容易。以下是關於Qwiic的一些關鍵點：

• 簡化連接： Qwiic系統使用標準化的4針JST連接器和電纜，簡化了I2C設備的連接。這意味著你不需要焊接或使用複雜的接線，只需插入電纜即可。
• 即插即用： Qwiic設備設計為即插即用，可以輕鬆地添加到你的項目中。這使得原型設計和實驗變得更快，因為你可以快速連接和斷開不同的元件。
• I2C通信： Qwiic系統基於I2C（Inter-Integrated Circuit）通信協議，這是一種廣泛使用的串行通信協議，用於連接微控制器和外圍設備。
• 多個設備： Qwiic系統支持在同一總線上連接多個設備，這意味著你可以將多個Qwiic設備連接到同一個微控制器，而無需複雜的接線。
• 廣泛的產品： SparkFun和許多其他製造商提供各種各樣的Qwiic兼容產品，包括感測器、顯示器、執行器等，這使得構建複雜的電子項目變得更加容易。

以下是連接示範

感測器 SHT40

基本規格

• 溫度測量範圍 : -40°C 至 +125°C
• 溫度測量精度 : ±0.2°C/li>
• 濕度測量範圍 : 0% 至 100% 相對濕度
• 濕度測量精度 : ±1.8% RH（在 25% 至 75% RH 範圍內）
• 通訊接口 : I2C
• 工作電壓 : 3.3V 至 5V
• 工作電流 : 約 0.45 mA

感測器 SGP41

SGP41 模組是一款由 Sensirion 公司開發的室內空氣品質感測器，專門用於測量揮發性有機化合物（VOCs）的濃度。以下是其主要特點和技術規格：

• 高靈敏度 : SGP41 能夠檢測的 VOC 濃度範圍為 0 到 1000 ppm，並且具有快速的響應時間（小於 10 秒）
• 數位輸出 : 該模組提供兩個數位的 16 位原始信號輸出，並能生成 0 到 500 的 VOC 指數，便於用戶進行空氣品質評估
• 濕度補償 : SGP41 配備片上濕度補償功能，以提高測量準確性，特別是在變化的環境條件下
• 低功耗設計 : 其工作電壓範圍為 1.7 到 3.6 V，平均供電電流為 2600 µA，最大供電電流為 3000 µA，適合長時間運行的應用
• 通訊接口 : I2C
• 除了具備 VOC 檢測功能外，還能同時檢測氮氧化物（NOx）。

 

Index	空氣品質狀態
0 - 100	空氣品質良好
101 - 200	輕微污染
201 - 300	污染增加
301 - 400	重度污染
401 - 500	非常嚴重污染

感測器 SCD41

SCD41模組是一款高精度的二氧化碳（CO2）感測器，基於光聲非分散紅外（NDIR）技術，專為環境監測而設計。以下是有關SCD41模組的詳細介紹：

• 光聲NDIR技術 : SCD41利用光聲效應來檢測CO2濃度。當紅外線脈衝照射到CO2分子時，這些分子會吸收特定波長的光，導致其振動增加，進而產生壓力波。這些壓力波的強度與CO2濃度成正比，感測器透過內部麥克風來測量這些波動，以計算出CO2濃度
• 測量範圍 : SCD41能夠測量400至5000 ppm的CO2濃度，適合於室內空氣質量監控。
• 內建溫濕度感測 : 除了CO2濃度外，SCD41還能提供環境的溫度和濕度數據，並透過這些數據進行訊號補償，以提高測量準確性
• 小型化設計 : 該模組具有極小的外形尺寸，便於集成到各種設備中，特別適合於需要空間限制的應用
• 的應用 室內空氣質量監測：可廣泛應用於家庭、辦公室、學校等環境，以監控和改善空氣品質。

二氧化碳 (CO2) 的正常值會根據測量方式和環境而有所不同。以下是一些常見情況的參考值：

• 室內空氣: 一般來說，室內二氧化碳濃度應維持在 1000 ppm (百萬分之一) 以下。若超過此數值，可能表示通風不良，需要改善。
• 人體血液: 血液中二氧化碳的正常值範圍較廣，因為它會隨著身體活動和代謝而變化。動脈血液中二氧化碳分壓 (PaCO2) 的正常值約為 35-45 mmHg (毫米汞柱)。
• 環境空氣: 大氣中二氧化碳的平均濃度約為 400 ppm 左右，但這個數值正在逐年上升。

感測器 PM2.5

PMS5003 是一款由 Plantower 生產的數位通用顆粒物感測器。

• 功能： PMS5003 主要用於測量空氣中懸浮的顆粒物濃度，包括 PM1.0、PM2.5 和 PM10。
• 測量原理： 它採用雷射散射原理來檢測空氣中的顆粒物。當雷射光束照射到空氣中的顆粒物時，會發生散射現象，感測器通過測量散射光的強度來推斷顆粒物的濃度。
• 測量範圍： 該感測器可以測量不同尺寸範圍的顆粒物，包括：
• PM1.0：空氣動力學直徑小於或等於 1 微米的顆粒物。
• PM2.5：空氣動力學直徑小於或等於 2.5 微米的顆粒物。
• PM10：空氣動力學直徑小於或等於 10 微米的顆粒物。
• 應用： PMS5003 廣泛應用於空氣品質監測設備、空氣清淨機、環境監測系統等。

噪音感測器

噪音的定義：

• 主觀感受： 噪音的定義帶有主觀性，對某些人來說是噪音的聲音，對其他人可能不是。
• 干擾性： 噪音會干擾人們的正常活動，例如睡眠、工作、學習等。
• 危害健康： 長期暴露在高噪音環境下，可能會對身心健康造成影響。

噪音的來源：

• 交通噪音： 汽車、火車、飛機等交通工具產生的噪音。
• 工業噪音： 工廠、建築工地等場所產生的噪音。
• 社會噪音： 娛樂場所、人群喧嘩等產生的噪音。
• 生活噪音： 家電、裝修、寵物等產生的噪音。

噪音感測器

分貝 (dB) 是什麼？

分貝是測量聲音強度的單位。分貝數越高，聲音就越大。由於人耳對聲音的感知範圍很廣，分貝採用對數刻度，這意味著分貝數每增加 10 dB，聲音強度就會增加 10 倍。

噪音對健康的影響：

• 一般來說，85 dB 以上的聲音，長時間接觸可能會對聽力造成損害。/li>
• 120 dB 以上的聲音，即使短時間接觸也可能造成立即的聽力傷害。

噪音對健康的影響：

• 聽力損失： 長期暴露在高噪音環境下，可能導致聽力受損，甚至失聰。
• 生理影響： 噪音會引起心跳加速、血壓升高、頭痛、失眠等生理反應。
• 心理影響： 噪音會引起煩躁、焦慮、注意力不集中等心理反應。

噪音感測器

組裝中

商場連結

所有開發板及感測器均可找到

https://store.makdev.net/collections/Datalogger_Iot_Group

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[AMEBA]Datalogger Iot - Sensirion 的三個環境感測器，SHT40、SCD41、SGP41

SHT40、SCD41、SGP41

這次 Datalogger Iot 收編三個 Sensirion 感測器，所以一次一併在這裡分享

 

由上圖所示， QWIIC (I2C) 連接器的好處是在增加感測試使用也不會多佔腳位。功能卻增加了

SHT40 模組

SHT40 模組是一款由 Sensirion 公司製造的高精度低功耗溫濕度感測器，主要用於環境監測和控制應用。以下是該模組的主要特點與應用：

• 主要特點
• 高精度測量 : SHT40 提供高達 ±1.5% RH 的濕度精度和 ±0.3°C 的溫度精度，適合需要精確環境數據的應用
• 低功耗設計 : 該模組設計為超低功耗，適合電池供電的設備，並且支持 I2C 通訊協議，便於與各種微控制器和開發板連接
• 快速響應時間 : 採樣時間為 3 秒
• 應用領域
• 智慧家居
• 工業自動化
• 農業物聯網
• 基本規格
• 溫度測量範圍 : -40°C 至 +125°C
• 溫度測量精度 : ±0.2°C
• 濕度測量範圍 : 0% 至 100% 相對濕度
• 濕度測量精度 : ±1.8% RH（在 25% 至 75% RH 範圍內）
• 通訊與電源
• 通訊接口 : I2C
• 工作電壓 : 3.3V 至 5V
• 工作電流 : 約 0.45 mA
• 安裝程式庫
• Adafruit_SHT4X
• 程式範例
• https://github.com/cold63/Datalogger_Iot/tree/main/src/main_board/sht40_demo

SGP41 模組

SGP41 模組是一款由 Sensirion 公司開發的室內空氣品質感測器，專門用於測量揮發性有機化合物（VOCs）的濃度。以下是其主要特點和技術規格：

• 主要特點
• 高靈敏度 : SGP41 能夠檢測的 VOC 濃度範圍為 0 到 1000 ppm，並且具有快速的響應時間（小於 10 秒）
• 數位輸出 : 該模組提供兩個數位的 16 位原始信號輸出，並能生成 0 到 500 的 VOC 指數，便於用戶進行空氣品質評估
• 濕度補償 : SGP40 配備片上濕度補償功能，以提高測量準確性，特別是在變化的環境條件下
• 低功耗設計 : 其工作電壓範圍為 1.7 到 3.6 V，平均供電電流為 2600 µA，最大供電電流為 3000 µA，適合長時間運行的應用
• 安裝程式庫
• Sensirion I2C SGP41
• 程式範例
• https://github.com/cold63/Datalogger_Iot/tree/main/src/main_board/sht40_sgp41

SGP41：除了具備 SGP40 的 VOC 檢測功能外，還能同時檢測氮氧化物（NOx），這使得 SGP41 能夠提供更全面的空氣品質監測，特別是在包含污染物的環境中。

SCD41 模組

SCD41模組是一款高精度的二氧化碳（CO2）感測器，基於光聲非分散紅外（NDIR）技術，專為環境監測而設計。以下是有關SCD41模組的詳細介紹：

• 技術原理
• 光聲NDIR技術 : SCD41利用光聲效應來檢測CO2濃度。當紅外線脈衝照射到CO2分子時，這些分子會吸收特定波長的光，導致其振動增加，進而產生壓力波。這些壓力波的強度與CO2濃度成正比，感測器透過內部麥克風來測量這些波動，以計算出CO2濃度
• 主要特點
• 測量範圍 : SCD41能夠測量400至5000 ppm的CO2濃度，適合於室內空氣質量監控。
• 內建溫濕度感測 : 除了CO2濃度外，SCD41還能提供環境的溫度和濕度數據，並透過這些數據進行訊號補償，以提高測量準確性
• 小型化設計 : 該模組具有極小的外形尺寸，便於集成到各種設備中，特別適合於需要空間限制的應用
• 室內空氣品質監測：可廣泛應用於家庭、辦公室、學校等環境，以監控和改善空氣品質。
• 安裝程式庫
• Sensirion SCD4x sensors
• 程式範例
• https://github.com/cold63/Datalogger_Iot/tree/main/src/main_board/sht40_scd41

購買連結 :

• store.makdev.net/collections/Datalogger_Iot_Group

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