ccs811 Luftreinheit Sensor IC2 auslesen

mirco99 · Oct 17th 2019, 4:25pm

Hallo, ich habe mir das JOY-IT Breakout-Board CCS811 zur Messung der Luftreinheit zugelegt.
Link zum Board
Leider haperts mit dem Auslesen. Google spuckt leider nicht viel Hilfe aus.
Ich betreibe das Board mit einem Arduino nano ohne Boot Loader.
Ich habe nur ein komplettes Bascom Beispiel hier gefunden:
Gefundenes Beispielprogramm aus Japan
Dort werden aber 2 Sensoren ausgelesen und die Programmierung ist nicht wirklich übersichtlich.
Ich habe mir die Stellen rausgesucht um ein kurzes Bascom Programm zum Verständnis zu haben.
Die Ausgelesenen Daten (VOC ist für mich wichtig TVoc wäre noch besser) werden über USB Serial ausgegeben, um einfach mit Putty schauen zu können.

Kann mir jemand sagen, was ich falsch mache?

Ich bekomme seriell nur eine Zahl 65535 angezeigt.
putty.png

Hier mein Code:

BASCOM Source Code: Joyit_Sensorboard_CCS811.bas

$Regfile="m328pdef.dat"
$Crystal=16000000
$hwstack=80
$swstack=80
$framesize=80
$baud= 9600
Print "com Test"
'Config Com1 = 9600 , Synchrone = 0 , Parity = None , Stopbits = 1 , Databits = 8 , Clockpol = 0 'Serielle Schnittstelle aktivieren
$lib "i2cV2.LBX"
Config Scl = Portc.5 'Arduino nano A5
Config Sda = Portc.4 'Arduino nano A4
I2cinit
Const Ccs811_adr = &HB4 'Die I2C-Adresse von CCS811.
Dim Eco2 As Word '-eCO2-Wert (Äquivalent CO2) ppm.
Dim Tvoc As Word 'TVOC-Wert (Gesamt-VOC) ppb.
Dim I2cbuff (30) As Byte 'I2C-Sende- / Empfangspuffer.
Dim I2clength As Byte 'Die Anzahl der empfangenen I2C-Datenbytes.
Dim Ccs811temp1 As byte
Waitms 30 'Wartet auf die CCS811-Startzeit (tSTART).
'Reset Ccs811_nwake 'Setzen Sie den [nWAKE] -Pin des CCS811 auf [L].
Waitus 60 'Wartet auf die Startzeit (tAWAKE) von [nWAKE] = [L] von CCS811.
I2cbuff (1) = &H20 '[HW_ID] -Register.
I2clength = 1 'Anzahl der empfangenen I2C-Bytes.
i2cstart
I2cbuff (1) = &H01 '[MEAS_MODE] -Register.
I2csend &hb4, I2cbuff (1), 2 '1-Byte-Adresse und 1-Byte-Daten über den I2C-Bus senden.
I2cbuff(2) = &B0001_1000 ' (Abtastintervall 0: 1 Sekunde = &B0001_1000, 1:10 Sekunde=&B0010_1000, 2:60 Sekunden=&B0011_1000 )
I2csend Ccs811_adr , I2cbuff(1) , 2 '1-Byte-Adresse und 1-Byte-Daten über den I2C-Bus senden.
i2cstop
'##########################################################################
do
print "neu"
'Ccs811read:
I2cbuff (1) = &H02 '[ALG_RESULT_DATA] Register.
I2clength = 5 'Anzahl der empfangenen I2C-Bytes.
I2csend Ccs811_adr , I2cbuff(1) , 1
waitus 100
I2cstart
I2cwbyte Ccs811temp1 + &H01
Ccs811temp1 = 1
While I2clength <> 1
I2crbyte I2cbuff(ccs811temp1) , Ack
Ccs811temp1 = Ccs811temp1 + 1
I2clength = I2clength - 1
Wend
I2crbyte I2cbuff(ccs811temp1) , Nack
' I2creceive &hb4 + &H01,empfang
I2cstop
waitms 300
Eco2 = Makeint (i2cbuff (2), I2cbuff (1)) 'Konvertiert 2-Byte-ECO2-Daten in eine Wortvariable.
Tvoc = Makeint (i2cbuff (4), I2cbuff (3))
waitms 1000
Print Tvoc ;"Tvoc"
print eco2 ;"eco2"
loop
'##########################################################################

Display All

Ich habe die Twi Hardware Pins genommen, aber wie im Beispiel software i2c genutzt.
Wake wurde dauerhaft auf Masse gelegt.
diagram.png

Hier gibt es eine Arduino Libary

Pluto25 · Oct 17th 2019, 5:18pm

mirco99 wrote:

I2csend &hb4, I2cbuff (1), 2 '1-Byte-Adresse und 1-Byte-Daten über den I2C-Bus senden.

Das ist so nicht ganz richtig; er sendet die adresse und zwei Byte nämlich i2cbuff(1) und (2).
Was sein Init verwirrt. Zuerst bekommt er 1,0 dann ohne Stop oder Restart seine Adresse,1 und $18 womit er fünf Byte als Daten aufgedrückt bekommt und damit sonstwas (oder gar nichts) macht.
Ohne die Zeile 33 sollte es besser aussehen.

tschoeatsch · Oct 17th 2019, 6:18pm

Den Inhalt der Zeile 34 vor der Zeile 33 ausführen, hätte ich gesagt. In Zeile 34 wird doch die Variable geladen, die aber schon vorher gesendet wird.

Zeile 35 wäre auch zuviel.
@Pluto25 hat die schickere Lösung beschrieben

mirco99 · Oct 18th 2019, 11:39am

Hallo Pluto und tschoeatsch,

danke fürs drüberschauen. Habe ein CCS811 Programming and Interfacing Guide i, Netz bei Sparkfun gefunden.
CCS811 Programming and Interfacing Guide

Meine Slave Adresse stimmt demnach nicht.
Hier die Adressen
Const Ccs811_adr = &h5A 'Die I2C-Adresse von CCS811.
'STATUS_REG 0x00
Const MEAS_MODE_REG = &H01
Const ALG_RESULT_DATA =&H02
'define ENV_DATA 0x05
'define NTC_REG 0x06
'define THRESHOLDS 0x10
'define BASELINE 0x11
'define HW_ID_REG 0x20
'define ERROR_ID_REG 0xE0
'define APP_START_REG 0xF4
'define SW_RESET 0xFF
'define CCS_811_ADDRESS 0x5A
'define GPIO_WAKE 0x5
'define DRIVE_MODE_IDLE 0x0
const DRIVE_MODE_1SEC= &H10
'define DRIVE_MODE_10SEC 0x20
'define DRIVE_MODE_60SEC 0x30
'define INTERRUPT_DRIVEN 0x8
'define THRESHOLDS_ENABLED 0x4

Demnach muss die Slave Adresse &h5A heissen ?!

tschoeatsch · Oct 18th 2019, 1:19pm

Hm, wenn ich im Datenblatt nachlese, gibt es noch einen Adresspin. Abhängig von dem wird eine Adresse eingestellt.
Single address select bit to allow alternate address to be selected•When ADDR is low the 7 bit I²C address is decimal 90 / hex 0x5A•When ADDR is high the 7 bit I²C address is decimal 91 / hex 0x5B.
Die schreiben aber von 7bit, das 8.bit (bit0) schaltet zwischen lesen und schreiben um. Beim Schreiben ist dieses bit=0, beim Lesen 1. Wenn du jetzt den chip beschreiben willst, musst du die h5A nach links shiften, bit0 bleibt 0 und beim Lesen nach links shiften und 1 addieren.
ams.com/ccs811

avrhelp.mcselec.com/using_the_i2c_protocol.htm siehe BUS ADRESSING

mirco99 · Oct 22nd 2019, 10:38am

Hallo tschoeatsch, danke deine Anmerkungen waren anfangs verwirrend, aber jetzt sehr hilfreich.
Ich habe das Programm dementsprechend umgestellt.

habe das gleiche Problem.
Es werden nur 8 Byte mit wert 255 ausgegeben
putty.png
I2c ist nicht meins, muss ich feststellen.

Ich habe die Sensoradresse in Lese- und Schreibadresse wegen dem Bit 0 unterteilt.
Im Datenblatt steht, das man erst noch in den Application Mode wechseln muss, um Daten zu bekommen.
Dies habe ich auch eingebaut.

Ach ja, wenn ich jemals diesen Sensor zu laufen bringe, poste ich hier natürlich das funktionierende Programm, damit andere nicht von vorn beginnen müssen und sich dem eigentlichem Programm zuwenden können.

BASCOM Source Code

$Regfile="m328pdef.dat"
$Crystal=16000000
$hwstack=80
$swstack=80
$framesize=80
$baud= 9600
'$lib "i2cV2.LBX"
Config Scl = Portc.5 'Arduino nano A5
Config Sda = Portc.4 'Arduino nano A4
I2cinit
Dim I2cbuff (30) As Byte 'I2C-Sende- / Empfangspuffer.
Dim schleife as byte
Dim Ccs811temp As byte
const Ccs811_schreiben = &hB4 ' Die I2C-Adresse von CCS811 zum schreiben 1011 0100 =B4 7 Bit Plus das Bit 0 für lesen (0) oder schreiben(1)
const Ccs811_lesen = &hB5 ' Die I2C-Adresse von CCS811 zum lesen 1011 0101 =B5
'STATUS_REG 0x00
const MEAS_MODE_REG = &h01
const ALG_RESULT_DATA =&h02
'define ENV_DATA 0x05
'define NTC_REG 0x06
'define THRESHOLDS 0x10
'define BASELINE 0x11
'define HW_ID_REG 0x20
'define ERROR_ID_REG 0xE0
const APP_START_REG = &hF4
'define SW_RESET 0xFF
'define CCS_811_ADDRESS 0x5A
'define GPIO_WAKE 0x5
'define DRIVE_MODE_IDLE 0x0
const DRIVE_MODE_1SEC= &h10
'define DRIVE_MODE_10SEC 0x20
'define DRIVE_MODE_60SEC 0x30
'define INTERRUPT_DRIVEN 0x8
'define THRESHOLDS_ENABLED 0x4
Waitus 60
'------------------------Modus einstellen---------------------------
i2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
I2cwbyte Drive_MODE_1SEC
i2cstop
waitms 25
'--------------------- In den Application Mode wechseln-------------------
i2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
I2cwbyte APP_START_REG
i2cstop
waitms 25
'#########################################################################################################################################################
do
print
print "#####neu#####"
I2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
I2cwbyte ALG_RESULT_DATA 'Sensor soll neue Werte schicken 8 Bytes kommen zurück
ccs811temp=1
I2cstart
I2cwbyte Ccs811_lesen
for schleife = 1 to 7
I2crbyte I2cbuff(ccs811temp) , Ack 'Ack=1. Byte
ccs811temp =ccs811temp +1
next
I2crbyte I2cbuff(ccs811temp) , Nack 'Nack = letztes Byte
i2cstop
waitms 25
ccs811temp=1 'Daten 8 Bit Seriell ausgeben
for schleife = 1 to 8
print I2cbuff(ccs811temp)
ccs811temp =ccs811temp +1
next
waitms 2000
loop
'#########################################################################################################################################################

Display All

tschoeatsch · Oct 22nd 2019, 11:12am

Hm, im Datenblatt steht
When powering on the CCS811, a typical action is to transitionfrom Boot to App mode, a write to register APP_START with nodata is required.
Das wären die Zeilen 51..56
Und dann
When in App mode, the next step is to start measuring.For example, writing 1 to register MEAS_MODE selectsoperation mode Mode1s: every second new measurement data(CO2, TVOC) becomes available.
Das wären doch die Zeilen 43..49.
Somit ist deine Reihenfolge umgedreht.
Das Register 'App_Start' finde ich nicht, das Bildchen im DB würde ich so interpretieren, dass der 'MEAS-Mode' auf 0 gesetzt wird.
Also
i2cwrite ccs811_schreiben
i2cwrite &H01 'Adresse von MEAS_mode
i2cwrite 0
i2cstop
und jetzt den Meas_mode einstellen mit
i2cwrite ccs811_schreiben
i2cwrite &H01 'Adresse von MEAS_mode
i2cwrite &b0001_0000 '1 Sekunde Messabstand
i2cstop

mirco99 · Oct 22nd 2019, 1:34pm

Das App Start findet man unter deinem Link hier:
ams.com

Programming and Interfacing Guide.png

Programming and Interfacing Guide.png

tschoeatsch · Oct 22nd 2019, 1:57pm

Ok, hatte ich bisher nicht entdeckt. App_start_reg hat die Adresse &HF4 und es steckt wohl auch kein Datenbyte dahinter. Dann ist dein code

i2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
I2cwbyte APP_START_REG
i2cstop
waitms 25

aus meiner Sicht ok. Da steht aber auch noch, man soll vorher den Status auslesen, ob eine valide Application drauf ist, was immer das wieder heißt. Hat das Ding firmware drauf? Ich würde das mal ignorieren

Obiger code sollte halt vor dem Auswählen der Messmethode mit MEAS_MODE stehen. Da ist in deinem code der Fehler drin, dass du nicht adressiert hast. Da bleibe ich bei meinem Vorschlag

i2cwrite ccs811_schreiben
i2cwrite &H01 'Adresse von MEAS_mode
i2cwrite &b0001_0000 '1 Sekunde Messabstand
i2cstop

ich denke, das Ziel ist damit näher

mirco99 · Oct 22nd 2019, 2:00pm

Den Meas Mode habe ich gar nicht mehr angesprochen.
Ich seh den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr.
Besser ich schaue morgen weiter.
Deine Tipps werde ich morgen umsetzen.
Danke

tschoeatsch · Oct 22nd 2019, 2:12pm

Ich finde das Datenblatt auch etwas unübersichtlich. Auch das das Dingens 'eingebrannt' Early-Life (Burn-In) werden muss, bevor sinnvolle Daten kommen, macht es nicht einfacher.
Hast du das auch beachtet
So, tying nWAKE to ground is the simplest hardwareconfiguration – CCS811 will always be Wake and ready tocommunicate but consumes more power.
Da müsste es einen pin am Modul geben. Den Adresspin vielleicht mal nach Spannunganlegen messen, ob der low ist, oder auch gleich an gnd legen, damit die Adresse stimmt.

Pluto25 · Oct 22nd 2019, 3:48pm

Reagiert er denn überhaupt? Vielleicht versuchst Du mal sowas:

Source Code

I2cstart
I2cwbyte ccs811_schreiben
#if _sim = 0
I2cstop
If Err = 1 Then
Print "Sensor Ausfall. Suche.."
For A = $20 To $FE Step 2
I2cstart
I2cwbyte A
#if _sim = 0
I2cstop
#endif
Print A;
If Err = 1 Then
Print " keine Reaktion"
Else
Print "ok"
ccs811_schreiben = A
End If
Next
End If
#endif

Display All

255 kommt auch dann raus wenn niemand antwortet.

tschoeatsch · Oct 22nd 2019, 4:11pm

Meine Vermutung ist, der Sensor ist im idle-Modus. Das erste Ansprechen im Programm, Zeile 45-49, bewirk nix, das Schreiben des App_start_reg, Zeile 52-56, bewirkt, das er im idle ist und jetzt ein Kommando für das Messverfahren bekommen könnte, bekommt er aber nicht mehr.

mirco99 · Oct 23rd 2019, 2:18pm

Hallo, ich habe deine Ideen umgesetzt. Leider das Gleiche Problem.
Die I2C Adresse ist definitiv 0x5A. Die Joy-It Seite wovon das Board ist, verweist auf
Adafruit Arduino Beispiel .

Meine Adresse war somit falsch und lesen und schreiben vertauscht.

ccs811.png board.jpg
Der Adress Pin ist mit einem Pull down Widerstand versehen.
0x5a =Bin 01011010
+bit(0) 1 =01011011 für schreiben = &h5B
+Bit(0) 0 =01011010 für lesen = &h5A

Ich bin schon so viele Tage dran, die Burn in Zeit sollte vorüber sein.

mirco99 · Oct 23rd 2019, 2:27pm

Hallo Pluto, ich verstehe, was du meinst , aber woher nimmst du die Variablen?

Pluto25 wrote:

#if _sim = 0

Pluto25 wrote:

If Err = 1 Then

du liest auch nirgend etas aus in deinem Beispiel.

Michael · Oct 23rd 2019, 2:52pm

mirco99 wrote:

Die I2C Adresse ist definitiv 0x5A

Ja, in 7 Bit, das Master-Slave Bit wird hier noch angefügt

mirco99 wrote:

0x5a =Bin 01011010
+bit(0) 1 =01011011 für schreiben = &h5B
+Bit(0) 0 =01011010 für lesen = &h5A

Schreiben ist 10110110 = Hex B6
Lesen ist 10110111 = Hex B7

tschoeatsch · Oct 23rd 2019, 3:09pm

Ein Blick in die Unterlagen, da iat ein Beispiel für das Lesen, was ja auch einen Schreibbefehl vorneweg hat
i2cread.PNG
Da erkennt man, dass dein Programm aus post #6 die richtigen Adressen verwendet. Schreiben auf &HB4 und lesen auf &HB5.

Den Adresspin würde ich direkt auf gnd legen und damit was funktioniert, muss wake auch auf gnd sein.

mirco99 · Oct 23rd 2019, 4:23pm

Ich bin etwas weiter. Ich habe auf Hardware Twi gewechselt und Verwende Adresse read 5A Write 5B
Ich kann jetzt das Status_Reg auslesen.
Es kommt eine 0 raus.
Das Byte wird folgendermaßen aufgeschlüsselt.
CCS811_Datasheet-DS000459.pdf.png

0 heisst, keine Fehler und im Boot Mode.
Ich komme nicht aus dem Boot Mode raus.

Ich habe mich mehr mit dem Meas Mode beschäftigt.
und Sende ein &b00010000 'Bit7=0reserved, 6-4=001Mode 1 jede sekunde neue daten, 3=0 Interrupt für neue Daten aus, 2=0 Interrupt Mode Normal, 1-0 =00 Reserved

Datasheet-DS000459.pdf.png

BASCOM Source Code

$Regfile="m328pdef.dat"
$Crystal=16000000
$hwstack=80
$swstack=80
$framesize=80
$baud= 9600
'$lib "i2cV2.LBX"
$lib "i2c_twi.lbx"
Config Scl = Portc.5 'Arduino nano A5
Config Sda = Portc.4 'Arduino nano A4
I2cinit
Config Twi = 100000
Dim I2cbuff (30) As Byte 'I2C-Sende- / Empfangspuffer.
Dim schleife as byte
Dim Ccs811temp As byte
const Ccs811_schreiben = &h5B ' Die I2C-Adresse von CCS811 zum schreiben 0x5a = 0101 101_1 = 5B 1011 0100 =B4 7 Bit Plus das Bit 0 für lesen (0)
const Ccs811_lesen = &h5A ' Die I2C-Adresse von CCS811 zum lesen 0101 101_0 = 5A 7 Bit Plus das Bit 0 für schreiben (1)
const STATUS_REG =&h00
const MEAS_MODE_REG = &h01
const ALG_RESULT_DATA =&h02
'define ENV_DATA 0x05
'define NTC_REG 0x06
'define THRESHOLDS 0x10
'define BASELINE 0x11
'define HW_ID_REG 0x20
'define ERROR_ID_REG 0xE0
const APP_START_REG = &hF4
'define SW_RESET 0xFF
'define CCS_811_ADDRESS 0x5A
'define GPIO_WAKE 0x5
'define DRIVE_MODE_IDLE 0x0
const DRIVE_MODE_1SEC= &h10
'define DRIVE_MODE_10SEC 0x20
'define DRIVE_MODE_60SEC 0x30
'define INTERRUPT_DRIVEN 0x8
'define THRESHOLDS_ENABLED 0x4
Waitus 60
i2cstart
i2cwbyte STATUS_REG 'Status abfragen
i2crbyte ccs811temp ,Ack '
i2cstop
waitms 25
print ccs811temp
print
waitms 1500
'--------------------- In den Application Mode wechseln-------------------
i2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
I2cwbyte APP_START_REG
i2cstop
waitms 25
i2cstart
i2cwbyte STATUS_REG 'Status abfragen
i2crbyte ccs811temp ,Ack
i2cstop
waitms 25
print ccs811temp
print
waitms 1500
'------------------------Modus einstellen---------------------------
i2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
i2cwbyte MEAS_MODE_REG
i2cwbyte &b00010000 'Bit7=0reserved, 6-4=001Mode 1 jede sekunde neue daten, 3=0 Interrupt für neue Daten aus, 2=0 Interrupt Mode Normal, 1-0 =00 Reserved
i2cstop
waitms 25
'i2cstart
'I2cwbyte Ccs811_schreiben
'I2cwbyte Drive_MODE_1SEC
'i2cstop
'waitms 25
'#########################################################################################################################################################
do
print
print "#####neu#####"
i2cstart
i2cwbyte STATUS_REG 'Status abfragen
i2crbyte ccs811temp ,Ack
i2cstop
waitms 25
print ccs811temp
print
waitms 1500
I2cstart
I2cwbyte Ccs811_schreiben
I2cwbyte ALG_RESULT_DATA 'Sensor soll neue Werte schicken 8 Bytes kommen zurück
ccs811temp=1
i2cstop
i2cstart
I2cwbyte Ccs811_lesen
for schleife = 1 to 8
I2crbyte I2cbuff(ccs811temp) , Ack 'Ack=1. Byte 8x1 Byte in Array auslesen
ccs811temp =ccs811temp +1
next
i2cstop
waitms 25
ccs811temp=1 'Daten 8 Bit Seriell ausgeben
for schleife = 1 to 8
print I2cbuff(ccs811temp)
ccs811temp =ccs811temp +1
next
waitms 2000
loop

Display All

Config Twi = 1000000 auf 100 Khz
getestet mit gleicher Auswirkung.

Mein Daten Array gibt jetzt bei allen 8 byte 90 aus und Status_reg 0

Pluto25 · Oct 23rd 2019, 4:51pm

mirco99 wrote:

du liest auch nirgend etas aus in deinem Beispiel.

Das ist nur zum Testen ob ein i2c Gerät vorhanden ist.
_sim ist eine Bascom interne Variable die 1 ist wenn des Programm im Simulator läuft. Der Simulator bleibt er beim i2cstop hägen. Durch das if wird der Code nicht vollständig im Simulator ausgeführt.
Nachdem die Adresse gesant wurde antwortet das angesprochene i2c Gerät mit einem Ack was die Variable Err bei 0 läßt . kommt jedoch kein Ack wird sie 1 und man weiß das Getät funktioniert nicht richtig. (Nicht vorhanden, Adresse falsch, Verkabelung ...)

mirco99 wrote:

Kleinere Werte werden als Fehler beim Compilieren angezeigt

Der Wert bestimmt den I2c Takt. Der Prescaler ist begrenzt daher kann er bei Deinem großen Quartz (16Mhz) nicht langsamer werden als die angegebenen 100 khz. Wenn alles gut läuft kann er auf 400.000 hochgesetzt werden dann werden die Daten schneller übertragen.
Bei mir steht da 40.000 hier meckert er wenn ich 100.000 versuche (1Mhz AVR-Takt)

Die Schreib und lese Adressen stimmen jetzt? In Zeile 21,22 siehts noch konfus aus
const Ccs811_schreiben = &hB4 ,const Ccs811_lesen = &hb5 sollte stimmen

mirco99 wrote:

114. for schleife = 1 to 8

sollte for schleife = 1 to 7 heißen. Das achte Byte danach mit I2crbyte I2cbuff(ccs811temp) , Nack
abholen sonst versucht er ein neuntes Byte zurechtzulegen und bekommt dann ein Stop vorm Bug. Einige reagieren da allergisch drauf.

mirco99 · Oct 23rd 2019, 5:21pm

Danke, so hatte ich es zuerst auch gemacht, dann setzt ich das NAck wieder rein und lese nur 7 bytes in der for next Schleife.
Die Busgeschwindigkeit hab ich auch bereits gefunden. 10 100 400khz kann der Sensor.