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基于STM32的甲醛/TVOC/光照/温度多功能测量仪设计

在前几期的项目中,我们成功地制作了一款基于STM32的光强测量仪。虽然在测试过程中遇到了一些小问题,但整体效果令人满意。正值端午假期,我发现家里刚刚装修半年,空气中依旧弥漫着一股甲醛的味道。这引发了我对家庭环境健康的关注。因此,我决定在之前项目的基础上,设计一款多功能的甲醛测量仪,并且集成光强测量仪和红外温度测量仪的功能。

这个新项目的目标是通过一个设备实现对室内环境的全面监测。首先,我们将使用高灵敏度的甲醛传感器来实时监测空气中的甲醛浓度。甲醛是一种无色、有刺激性气味的气体,长期暴露在高浓度的甲醛环境中会对人体健康产生严重危害,因此,准确测量甲醛浓度对室内空气质量的监控至关重要。
在集成光强测量功能时,我们会继续使用之前的设计,但对其进行优化,提升测量的准确性和稳定性。光强测量在家庭、办公室等环境中有着广泛的应用,例如调节室内照明、保护视力等,因此这一功能的完善也十分重要。
另外,我们将增加红外温度测量功能。红外温度传感器可以非接触式地测量物体的表面温度,这对于监测家电设备、管道以及其他潜在的发热源非常有用。通过实时获取室内不同位置的温度数据,我们可以更好地调控空调、暖气等设备,提高能源利用效率。
最终,我们希望这款多功能的测量仪能够提供一个综合的环境监测解决方案,不仅能实时监测甲醛浓度,还能提供光强和温度等多项数据。 预期功能

甲醛气体测量
TVOC(有机气体测量)
CO2浓度测量

红外测温
光强测量
OLED的GUI设计按键切换

我们在上一期的基础上修改了一些BUG,并且增加了气体传感器以及红外测温传感器。


说到这款气体传感器,相关的传感器找了好几个商家,但是不得不说有些商家的手册就把我劝退了(看那个手册和吃了屎一样)
这款气体传感器采用的是串口通信,手册相对的规范。温度传感器之前用于做过ESP32的体温测量,也是非常的优秀。

关于按键部分,暂时设置了四个按键分别对应着:上、下、确认、返回。这样子就可以实现着GUI的操作。

照度传感器呢还是采用之前的OPT3001,首先呢是因为这个有现成的方案和代码,其次是我觉得它的性能比BH1750要好,当然最最重要的是,我上次做完还剩下几片没有用完,省的买了。

混合供电呢,也是修改了之前的错误,然后修改的并不是很大。

降压电路部分,方案由之前的AMS1117修改为MIC29302,由于AMS1117的压降太大了,之前有锂电池供电的时候,电压会降到2.8V,虽然也能够驱动单片机工作,但是总归是不太正规,于是这里选用了MIC29302,虽然提高了成本,但是能够满足最高3A的电流输出,并且最大压降在0.4V。
这里我们根据手册的公式计算得到ADJ的电阻。

之后完成我们的PCB以及外壳的布局,下单等待PCB的送达。
关于代码部分提前说一下,这里使用0.96寸的OLED也是为了方便我使用之前的U8g2的库,我们利用U8g2实现GUI界面,在此基础上拟使用FreeRTOS作为工程框架。

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