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CO2-Sensor MH-Z19C, UART- und PWM-Ausgang, NDIR, 400-5000 ppm
NDIR-Sensor zur CO₂-Messung im Bereich von 400–5000 ppm, ideal zur Überwachung der Luftqualität in Haushalten und kleineren Industrieprojekten. Er verfügt über Temperaturkompensation, einen 3,3-V-TTL-UART-Ausgang und PWM zur schnellen Integration mit Arduino, ESP oder STM32. Der Sensor arbeitet mit 5 V, ist in ca. 1 Minute betriebsbereit, hat eine Ansprechzeit (T90) unter 120 s und einen durchschnittlichen Stromverbrauch von unter 40 mA.
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Intelligenter Sensor MH-Z19C zur Messung von Kohlendioxid basierend auf dem NDIR-Prinzip. Er verfügt über eine integrierte Temperaturkompensation, bietet einen 3,3-V-TTL-UART-Ausgang und einen PWM-Ausgang, wird mit einer 5-V-Stromversorgung betrieben und hat eine kurze Aufwärmzeit.
Der Messbereich von 400–5000 ppm deckt Anwendungen im Haushalt und in der Leichtindustrie ab. Die T90-Reaktionszeit unter 120 s, der durchschnittliche Verbrauch unter 40 mA und ein dedizierter Pin für die Nullkalibrierung ermöglichen eine schnelle Integration in Controller wie Arduino, ESP, STM32 oder Pixhawk.
Der Sensor ist stabil, verfügt über eine klare PWM-Anzeige und 3,3 V-kompatible Logikpegel mit 5 V Schnittstellentoleranz.
Das Sensorgehäuse ist vergoldet und verfügt über einen mikroporösen Filter, der das Diffusionsfenster der optischen NDIR-Kamera abdeckt. Dies schützt vor Staub und stabilisiert den Luftstrom zum Sensor. Dieser Filter darf nicht gewaschen, angeblasen oder beschädigt werden.
Spezifikationen:
Versorgungsspannung: 5,0 V DC ±0,1 V
Modell: MH-Z19C
Messprinzip: NDIR mit Temperaturkompensation
Erkanntes Gas: CO2
Durchschnittlicher Strom: < 40 mA bei 5 V
Spitzenstrom: bis zu 125 mA bei 5 V
Schnittstellenpegel: 3,3 V kompatibel 5 V
Messbereich: 400 bis 5000 ppm
Ausgänge: UART TTL 3,3 V und PWM
Aufwärmzeit: ~1 Minute
Reaktionszeit: T90 < 120 s
Betriebstemperatur: −10 bis +50 °C
Luftfeuchtigkeit bei Betrieb: 0 bis 95 % relative Luftfeuchtigkeit, nicht kondensierend
Abmessungen: 33 x 20 mm
Pinbelegung:
| Kiefer | Name | Signaltyp | Beschreibung | Beobachtungen |
|---|---|---|---|---|
| 1 | HD | Digitaleingang | Manuelle Nullkalibrierung – Halten Sie den Wert ≥7 s auf LOW-Niveau, um ihn bei 400 ppm zu kalibrieren | Wird nur zur Kalibrierung verwendet |
| 2 | Du | Analogausgang (DAC) | Analoge Spannung proportional zur CO₂-Konzentration (0,4–2 V Standard) | 0–3 V-Bereich kann individuell angepasst werden |
| 3 | GND | Masse (negativ) | Gemeinsame Referenz für Leistung und Signale | Anmeldung erforderlich |
| 4 | Wein | +5 V DC-Stromversorgung | Sensor-Hauptstromversorgung | Toleranz ±0,1 V, Mindeststrom 150 mA |
| 5 | RXD | UART-Eingang (TTL 3,3 V) | Empfangen von Befehlen vom Mikrocontroller | Verbinden Sie sich mit dem TX des Controllers |
| 6 | TXD | UART-Ausgang (TTL 3,3 V) | CO₂-Datenübertragung an Mikrocontroller | Verbinden Sie sich mit dem RX des Controllers |
| 7 | PWM | PWM-Digitalausgang | PWM-Signal proportional zur CO₂-Konzentration | Wird für Messungen ohne UART verwendet |
Nützliche PWM-Details:
- Angenommener Bereich 400 bis 2000 ppm
- Typische Periode ca. 1004 ms
- Anfangsimpuls hoch 2 ms und Endimpuls niedrig 2 ms theoretisch
- Berechnungsformel: Cppm = 2000 × (TH − 2 ms) ÷ (TH + TL − 4 ms)
TH ist die Dauer des High-Pegels in einem Zyklus. TL ist die Dauer des Low-Pegels
Abmessungen:
Verwenden:
Verbinden Sie Vin mit stabilen 5 V und GND mit der gemeinsamen Masse. Stellen Sie eine Quelle bereit, die mindestens 150 mA liefern kann.
Zum seriellen Lesen verbinden Sie den Tx des Sensors mit dem Rx des Mikrocontrollers und Rx mit Tx. UART-Geschwindigkeit entsprechend der verwendeten Bibliothek.
Um über PWM zu lesen, schließen Sie das PWM an einen zeitgemessenen Eingangspin an. Berechnen Sie die Konzentration mit der Formel im Abschnitt PWM.
Für die Nullkalibrierung bringen Sie den HD für mindestens 7 Sekunden in Frischluft (ca. 400 ppm) auf den Pegel LOW, nachdem der Sensor über 20 Minuten ununterbrochen in Betrieb war.
Montieren Sie den Sensor an einem gut belüfteten Ort, fern von Wärmequellen und direkter Sonneneinstrahlung. Vermeiden Sie Kondensation und hohe Staubkonzentrationen.
Regelmäßig kalibrieren, empfohlen alle 6 Monate. Die angegebene Versorgungsspannung nicht überschreiten. Mechanische Belastung der Kapsel vermeiden.
Lesen über UART:
Anschlüsse:
Vin → 5 V stabil
GND → GND gemeinsam
TXD-Sensor → RX-Mikrocontroller
RXD-Sensor → TX-Mikrocontroller
Baudrate 9600 bps mit 8N1
Arbeitsablauf:
Schalten Sie den Sensor ein und warten Sie, bis die empfohlene Mindesterwärmung erreicht ist.
Befehl zum Ablesen der Konzentration senden:
Senderahmen in Hex: FF 01 86 00 00 00 00 00 79
Lesen Sie die Antwort:
Antwortformat: FF 86 HIGH LOW … CS
CO2-Wert in ppm = HOCH x 256 + NIEDRIG
Überprüfen Sie gegebenenfalls die Prüfsumme.
Zeigt den Wert an bzw. überträgt ihn weiter in die Anwendung.
Zahlenbeispiel
Wenn HIGH = 01 und LOW = F4
01 hex = 1 dezimal
F4 hex = 244 dezimal
CO2 = 1 x 256 + 244 = 500 ppm
Nullpunktkalibrierung über HD-Pin
Platzieren Sie den Sensor in sauberer Luft mit ca. 400 ppm
Lassen Sie es mindestens 20 Minuten lang stabil laufen
Ziehen Sie den HD-Pin für mindestens 7 Sekunden auf LOW-Pegel
HD freigeben und auf Stabilisierung warten
2. Lesen über PWM:
ANSCHLÜSSE
Wein → 5 V
GND → GND
PWM → digitaler Pin mit Pulszeitmessung
Signalparameter
Gesamtperiode T ca. 1004 ms
Zu Beginn des Zyklus gibt es einen festen HIGH-Impuls von etwa 2 ms.
Am Ende gibt es einen festen LOW-Impuls von ca. 2 ms
TH ist die Gesamtdauer auf HIGH-Pegel innerhalb des Zyklus
TL ist die Dauer auf LOW-Pegel innerhalb desselben Zyklus
Formel für den Bereich 400 bis 2000 ppm
Cppm = 2000 x TH minus 2 ms geteilt durch TH plus TL minus 4 ms
Zahlenbeispiel
Messen Sie TH = 752 ms und TL = 250 ms
TH minus 2 ms = 750
TH plus TL minus 4 ms = 752 + 250 − 4 = 998
Verhältnis 750 geteilt durch 998 ≈ 0,7515
Cppm ≈ 2000 x 0,7515 ≈ 1503 ppm
Das Ergebnis zeigte ungefähr 1500 ppm CO2
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