| CCS811の動作説明 |
動作モード
CCS811には、以下の5つの動作モードがあります。
•モード0 ： 休止。低電流モード。
•モード1 ： 毎秒IAQを測定。定電力モード。
•モード2 ： 10秒ごとにIAQを測定。パルス加熱モード。
•モード3 ： 60秒ごとにIAQを測定。低電力パルス加熱モード。
•モード4 ： 250msごとにセンサーを測定。定電力モード。
モード1、2、3では、すべての採取に対して等価のCO2濃度（ppm）とTVOC濃度（ppb）が計算されます。
•モード1は、ガスの存在に最も速く反応しますが、より高い動作電流です。
•モード3は、ガスの存在によりゆっくりと反応しますが、平均動作電流は最も低いです。
センサーの動作モードをより低いサンプル・レート（例えば、モード1からモード3）に変更する場合、
新しいモードを有効にする前に、少なくとも10分間はモード0（休止）にしなければなりません。
センサーの動作モードをより高いサンプル・レート（例えば、モード3からモード1）に変更する場合、
新しいモードを有効にする前に待つ必要はありません。
モード4は、外部のホスト・システムが生（未加工）データを使用して演算を行うシステムに対して、
250msごとに新しいサンプル・データが提供されます。
注： モードのタイミングは、CCS811の内部クロック精度に準ずるため、標準で2%の許容値になります。
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nWAKEピンの制御
[nWAKE]を操作するには、2つの方法があります：
1．ロー（GNDレベル）に接続して、常に動作状態にする。
2．GPIOを使用して、動作状態と静止状態をホストから制御する。
・[nWAKE]信号がローにされると、CCS811の内蔵プロセッサが稼働し、I2Cインターフェイスで要求を
処理します。
・このピンがハイの時には、CCS811はスリープ・モードに入り、すべてのI2C要求は無視されます。
・したがって、この信号をGPIOで制御する事により、CCS811の消費電力を効率的に制御できます。
・消費電力が重要になるアプリケーションでは、[nWAKE]を永続的にローへ引き下げることは
推薦されません。
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使用の初期 （バーン・イン / 通電ならし）
CCS811の性能は、抵抗値と感度に関して、使用の初期の間に変移します。
抵抗の変移は、作動の最初の48時間の間に、最も大きくなります。
センサーの性能が安定していることを保証するために、選択された動作モードでCCS811を48時間
稼働させることをお勧めします。
（少なくとも24時間連続して動作することを推奨）
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調整期間 （ラン・イン／ならし運転）
初期期間（バーン・イン）が完了した後の調整期間とは、VOCを測定する前に良好なセンサーの
安定性を得るために必要な時間です。
もし、センサーが休止状態のまま8時間以上経過しているならば、最初に20分以上動作させてから
VOCの測定を始めることを推奨します。
センサーをモード1～4で設定するためにMEAS_MODEに書き込みを行った後に、CCS811を20分間
動作させてから、正確な読み取り値が生成されます。
（これは、サポートされているすべての動作モードにあてはまります）
より短い調整期間でCCS811を使用することができますが、これはセンサーが暖められるまで、
VOCの測定値が不正確になることになります。
調整期間は、BASELINEレジスターに書き込む前に、観察する必要があります。
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eCO2
CCS811の等価CO2（eCO2）の出力範囲は、400ppm～8192ppmです。
この範囲外の値は切り捨てられます。
TVOC
CCS811の総揮発性有機化合物（TVOC）の出力範囲は、0ppb～1187ppbです。
この範囲外の値は切り捨てられます。
これは、屋内環境における標準的なTVOCの混合物に対して較正されます。
環境中の化合物の比率が著しく異なる場合、いくらかのVOC化合物がセンサーに少なからず
影響を及ぼして、TVOCの出力はその影響を受けます。
屋内の空気品質の悪化による影響
空気品質
の表示 |
VOC濃度 |
VOCの影響 |
屋外濃度以上の
CO2濃度 |
CO2の影響 |
| 悪 い |
高 い |
長期間身をさらす：
発ガン性、肺、肝臓、
腎臓および中枢神経系
の損傷。
眼、鼻、のど、皮膚刺激、
頭痛、吐き気、めまい |
> 2500 ppm |
健康への影響
（吐き気、頭痛、めまい）
成績・生産性と判断力
の著しい障害。 |
| 中程度 |
中 位 |
目、鼻、のど、皮膚刺激
頭痛、吐き気、めまい |
1500～2500 ppm |
判断力の低下、疲労、
集中力の低下。 |
| 良 い |
低 い |
影響なし |
< 1500 ppm |
健康や判断力に影響を
与えない |
これらの値は、あなたの周囲環境における屋内空気の質の問題を示し、エンドユーザーに適切な
措置を取るよう警告します。
センサー使用の初期段階では、抵抗値と感度の点でCCS811の性能が変化するため、
初期のIAQ表示は正確ではない可能性があります。
使用の最初の24時間は、エンドユーザがIAQ表示を慎重に扱うか、無視することを推奨します。
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温度と湿度の補正
VOCを監視しながらCCS811によって生成されたTVOCおよびeCO2の値は、湿度および温度変化の
影響を受けます。
外部のセンサーが利用できる場合、この情報をCCS811に書き込むことで、温度や湿度の変化に
よるガスの読み取り値を補正することができます。
ENV_DATA（環境パラメータ）レジスター（0x05）を参照してください。
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測定完了と、しきい値による割り込み
各測定サイクル（250ms、1秒、10秒、60秒）の終わりにフラグがセットされ、オプションで割り込み
ピン[nINT]が出力されます。
MEAS_MODE（測定モード）レジスター（0x01）を参照してください。
ユーザーは、eCO2の値がしきい値レジスターによって設定された範囲を超えた場合にのみ[nINT]を
出力するように選択することができます。
しきい値レジスター（0x10）を参照してください。
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オプションのNTC（負の熱係数サーミスタ）回路（AUX）
CCS811は、負の熱係数（NTC）サーミスタを接続するための外部インタフェースをサポートしている
ため、費用効果と電力効率の良い周囲温度の計算手段を利用できます。
このサーミスタにより、アプリケーションはCCS811が置かれている場所の周囲温度を測定することが
できます。
この温度は、CCS811のMOXガス・センサーの環境補償のために使用することができます。
NTCの構成の詳細については、アプリケーション・ノートams AN000372を参照してください。
外部の温度センサーが利用できない場合に、オプションのNTC回路を使用して周囲温度を測定し、
この情報をCCS811に書き込むことができます。
NTCレジスターは、ホストシステムが周囲温度を計算できるように、RNTCとRREFに応じた電圧（mV）を
供給します。
計算された温度は、温度変化によるガスの変化を補償するために、CCS811に書き込むことが
できます。
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自動ベースライン補正
感応層の抵抗RSは、センサーの出力です。
しかし、金属酸化物センサーは絶対的な読み取り値を与えません。
抵抗RSは、センサーごとに（製造のばらつき）、また活用事例ごとに、そして時間とともに変化します。
この問題を軽減するために、センサーの出力は正規化されます： RSはRAよって分けられます。
RAの値は、ベースラインとして知られています。
RAは1回の校正では決定できません； それはソフトウェアで実行中に維持されます。
このプロセスをベースライン補正といいます。
CCS811は、すべての動作モードで、TVOCおよびeCO2の濃度を計算するために使用される
ベースラインを継続的に監視します。
VOCの濃度レベルは一般的な屋内環境で変化するため、自動ベースライン補正が実施される
推奨の最小時間は24時間です。
CCS811は、自動的に最低レベルを24時間追跡します。
補正は小規模であることが予想されますが、時折観測されることがあります。
手動のベースライン補正
CCS811は、ガスの濃度の相対的な変化のみを検出します。
これは、現在の周囲の空気がきれいな空気とみなすために、センサーがガスの濃度を最初に
計算することを意味します。
センサーがきれいな空気にさらされると自動的に変化します。
空気の質が悪くなると、より正確なIAQの読みが得られます。
長期間にわたり汚染された環境で稼働している時の、起動時の精度の問題を回避するために、
CCS811はベース・ラインの保存と復元をサポートしています。
調整期間後にきれいな空気に遭遇した場合には、この特別なセンサーのためのきれいな空気の
ベース・ラインは、アプリケーションによって保存する必要があります。
CCS811は、不揮発性メモリー（NVM）にベース・ライン値を保持する方法がないため、ホストの
システムによって保存され、定期的にCCS811のレジスターに復元される必要があります。
きれいな空気のベース・ラインは、センサー毎に一意的であると考えられ、一定ではないため、
センサーの経年変化に伴って変化します。
ベース・ラインは24時間ごとにアプリケーションによって定期的に保存することをお勧めします。
これにより、次回のセンサーの電源投入時に、最も正確なベース・ラインをCCS811に書き込む
ことができます。
CCS811には、BASELINEレジスターを使用して、以前に保存したベースライン値を手動で保存
および復元するメカニズムがあります。
ベースラインを保存する正しい時間は、ユーザーの使用ケースとアプリケーションによって異なります。
○24時間以上電源が供給されているデバイスの場合：
・最初の500時間には、24～48時間ごとにベースラインを保存します。
・最初の500時間の後、5～7日ごとにベースラインを保存します。
○電源供給が24時間未満のデバイスの場合：
・デバイスが動作している場合は、電源を切る前にベースラインを保存します。
・複数の動作モードが使われるならば、それぞれに別々のベースラインを保存する必要があります。
・ベースラインは、抵抗が安定している場合（通常は20～30分）にのみ復元する必要があります。
・低電力モードから高電力モードに切り替える（アイドル状態で少なくとも10分を費やさずに）場合、
ベースラインを復元する前にセンサーの抵抗を再調整する必要があります。
注：
1. センサーが安定する前にBASELINEレジスターに値が書き込まれると、TVOCとeCO2の
計算結果が予想より高くなることがあります。
2. ベースラインは調整期間後に書かれなければなりません。
CCS811の使用に関する追加情報については、アプリケーションノートams AN00036:
CCS811 Programming and Interfacing Guide を参照してください。
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