这一理论的意义在于，如果我们将一个处于能量状态 E1 的分子直接被一束频率为 ν 的单色辐射光束照射，能量就会被光束吸收，分子就会跃迁到更高能量状态 E2。如果放置一个探测器来收集与分子作用后的辐射，就会发现辐射强度有所下降。而被吸收掉的能量会转换为其他形式（如热能）。此外，如果我们使用的光束包含多种频率（如白光），我们可以观察到能量只被某一特定频率吸收，而其他频率的辐射强度没有减弱。这就是吸收光谱学的基础。如下是常见的被测气体和他们对应的吸收光谱，可以看出二氧化碳针对约4.2um波长有极高的吸收率。

基于如上的原理，开发出了NDIR（非色散红外）光声学传感器，即是用被测物质吸收频率相同的单一波长光源照射被测气体，比如将空气通入一个腔体，然后对空气照射4.2um的窄带激光脉冲，这种激光周期加热二氧化碳，就会引起气体中二氧化碳的周期膨胀与收缩，从而形成了声波。二氧化碳的浓度越高，吸收的光照更多，膨胀也就越明显，发出的声波幅度就会更大。传统的NDIR传感器为了获得足够的气体以提高精度，需要很大的气体检测腔体，通常尺寸非常大（半个手掌大），但是！随着技术的进步，检测精度和尺寸都得到了优化！

本次项目中，我选择了来自英飞凌科技的XENSIV™ PAS CO2传感器 – 基于光声光谱学（PAS）的革命性二氧化碳传感器，这是一款超小尺寸的真实二氧化碳传感器。基于光声光谱学概念设计的该传感器，相比现有的商用真实二氧化碳传感器，可节省75%以上的空间。直接以ppm为单位的高精度、高稳定性读数，以上的优点尤其适合室内空气质量监测。

为了与传感器搭配，我选择了一个低功耗的高性能MCU，来自ADI的MAX32660一颗带基于FPU的Arm Cortex-M4F微控制器（MCU），256KB Flash和96KB SRAM保证了可以装得下复杂的程序和有足够的空间运行。

我的项目设计思路如上图，

对于3.3V的电压选择主要是考虑到芯片面积和效率，使用TLV62568，根据数据手册可知，芯片最高工作效率可达95%，且SOT563的封装尺寸仅有1.60*1.60mm

对12V的供电芯片，选择这个来自TI的这颗TLV61046A芯片还有一个化简外围的特殊设计，当芯片的FB引脚连接在Vin时，输出自动恒定在12V，可以节省外围的反馈电阻。

有了细致的原理图设计之后，PCB设计的主要考虑则简单了很多，电源的器件布局尽可能靠近，主要参考各芯片的原厂layout即可

上图分别为3.3V和12V电源芯片的推荐布局，绘制软件则使用了参加活动赠送课程学习的KiCad，优先保证电源部分的连接和布局，然后在两层的空间内连完所有的线段。

遇上最多的问题就是只在一面走线，无法保证顺利连接，越是到最后，就会发现有时导线需要来回交换很多层才能顺利接上。

几年前参加过Funpack活动，当时正好学习了MAX32660的用法，所以这次用起来很快，配置好每个片内外设就可以写功能代码了

		PWMTimer();//屏幕背光
		MXC_GPIO_Config(&gpio_LCD);
		MXC_GPIO_Config(&gpio_INT);
			
		MXC_GPIO_IntConfig(&gpio_INT, MXC_GPIO_INT_FALLING);
    MXC_GPIO_EnableInt(gpio_INT.port, gpio_INT.mask);
    NVIC_EnableIRQ(MXC_GPIO_GET_IRQ(MXC_GPIO_GET_IDX(MXC_GPIO0)));

		MXC_GPIO_Config(&gpio_RST);
		MXC_GPIO_Config(&gpio_IIC_SCL);
		MXC_GPIO_Config(&gpio_IIC_SDA_OUT);//IIC管脚
		MXC_SPIMSS_Init(SPIMSS, 0, 24000000, MAP_A);//LCD使用SPI通信
		
		Lcd_Init();//初始化屏幕

		PAS_i2c_req.tx_len = 2;
		PAS_i2c_req.rx_len = 0;
		PASTxdata[0] = 0x02;
		PASTxdata[1] = 0x00;
		NEW_I2C_MasterTransaction(&PAS_i2c_req);
		PASTxdata[0] = 0x03;
		PASTxdata[1] = 0x0a;
		NEW_I2C_MasterTransaction(&PAS_i2c_req);			
		PASTxdata[0] = 0x04;
		PASTxdata[1] = 0x02;
		NEW_I2C_MasterTransaction(&PAS_i2c_req);		
		//初始化PAS传感器

为了保证屏幕有一个好看的UI界面，所以加入了LVGL图形库

		lv_init();
		lv_port_disp_init();
		lv_port_indev_init();

最后在主程序里面写入读取和换算的代码

	if(1==CO2ReadFlag)
	

如图，首先在室外放置一分钟后开机监测，二氧化碳浓度为442ppm；再从窗外拿进室内，可以看出二氧化碳明显上升到600ppm；接下来开窗通风5分钟，二氧化碳浓度降低到523ppm，说明在室内勤开窗换气，有助于保持空气清新。