【涂鸦智能】涂鸦智能七合一空气盒子 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

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1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

标准版 【涂鸦智能】涂鸦智能七合一空气盒子

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简介:七合一空气质量监测盒,带2.8寸显示屏,带电池,使用涂鸦智能云模组,采用涂鸦云服务,可在手机端查看环境盒子检测参数。支持检测C02、温度、湿度、光照度、甲醛、PM2.5、噪声。

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2021-01-18 19:06:13
更新时间: 2023-04-20 14:29:26
描述

 

基本功能全部测试通过,全部正常,功能全部实现了,电路除运放部分放大倍数设计过高外,其余电路都正常(V2版已修正)。

       PCB布局上涂鸦模组使用带IPEX接口的模组,不插天线没有射频出来,需要插上射频天线(V2版已修正)。

代码共享在GitHub,文末有链接,附件中只提供固件。

 

成品效果图:

lIvlZqON9QzmUet5PBTqcIo1UUczm6HSZezi1E7m.jpeg

为了方便调试,面板没有贴。

 

电路板实物:

cbCNMcvaRxkZrmcYDxodPh9HOSTBMZV8lHn75YIU.jpeg

                              元件面

 

 

bgzHNHgWIcA1dnh35YsseRyBJYWfXbQAQ4P4e2iK.jpeg

                                   屏幕面

 

一、功能概述:
1、支持检测C02、温度、湿度、光照度、甲醛、PM2.5、噪声。
2、带2.8寸TFT触摸屏,支持彩色显示和触控。
3、支持电池供电,使用3.7V锂离子电池。
4、支持电池电量检测,过充、过放、低压保护。
5、带蜂鸣器,可做检测报警使用。
6、带一键开机电路,正常情况下,关机时,锂电池只会有几微安电流。
7、支持LCD背光调节。


二、设计功能:
1、用户操作界面
实现与用户交互的机的操作界面(比如:滑屏、参数设置、参数查看等)。
2、云服务
直接采用涂鸦云,提供云服务,可以在手机端随时查看盒子检测参数。
3、电源管理
在插入电源、不插电源、电池电量不足等情况,控制不同电路工作情况,在特定状态下维持盒子稳定工作。
4、智能警告
当某一项检测值超标时,通过蜂鸣器报警,同时屏幕显示具体报警项。用户可以通过按键解除报警。

 

三、功能实现

1、用户界面分为主界面、详情页面、设置页面、信息页面。

   1)主界面主要显示几个重要的检测数据(PM1、PM2.5、PM10、温湿度、甲醛、二氧化碳)的实际参数。主页面带天气和日历功能,可显示当前所在城市发布的天气信息。

   2)详情页面,这个页面可以显示所有传感器的数据,数据实时更新。

   3)设置页面:这个页面可以修改控制盒子的一些参数(比如:温标、校对时间、重置WIFI等)。

   4)信息页面:这个页面可以显示盒子的运行信息以及作者相关的信息。

2、云服务

    选用涂鸦的wbr1d模组,直接上涂鸦云,关于模块,V1版中选用的模块不带ipex接口,因为是安装在盒子里面,建议选用带IPEX插座的模组,信号好一点。

3、电源管理

   通过开机键可以开启/关闭盒子电源,实现开关机。同时盒子正常运行后,按键还可以作为普通按键使用,一键多用。

   内置3.7V 2000mAh锂离子充电电池,板子上做有电源管理和升压电路,可实现充电管理、电池供电、电源+电池、单电源供电、电池过放保护等功能。

   带有电池电量监测,根据电量的变化,调整盒子的功耗,保护电池不会损坏。

   内置锂电池升压电路,升压效率高,损耗低,输出功率高。


四、外壳和传感器
外壳使用共模外壳,外观差一点。

XUuWUbI0MdCjH2rDPZsOyT9u8OoHHGfOjw1BmvcO.png

由于外壳是共模外壳,所以安装时,有的地方尺寸有点不合适,但是在接受范围内。

 


传感器采用现成模块。如下:
粉尘传感器,型号:PMS7003,精度高,稳定,功耗也还算低。

AirW8oiiqdkqXtvSvmNAVgs6wIB7mxaQQvBQPe0F.png

 

甲醛传感器,型号:DART WZ-S,精确度高,功耗也不高。只是上电后要等一段时间才有数据返回。

jPq0FNMcY94UtZ2QmbjCyKeD5GfZZhX4ZXum2yFO.png
二氧化碳传感器,型号T6703-5K,精度高,功耗不高,要注意检测口不要沾染杂物和污渍。

     个人觉得,这个模块还是应该引出排线,不然焊在板子上太占位置了,也不好拆。

KQjD3DKmjUetbmGRCMMdWnnPl7Qr52svTIuElEuP.png

 

五、说明

1、程序采用固件库写的,代码在不断更新,修补BUG。

2、盒子用到了LCD屏,支持汉字显示和图片显示,由于要显示汉字和图片,所以要有汉字库和图片库(用到的图),

字库和图库都是存在外部Flash(W25Q128)中,如果W25Q128中没有图库和字库,盒子不能正常运行。

3、字库和图库是在下载盒子程序时,随STM32程序一并写入的,原理是通过MDK加载STM32外部SPI Flash编程算法对W25Q128进行编程,

只需编程一次,后续不用再修改W25Q128内部数据,修改单片机程序任意部分都不会影响W25Q128内部的字库和图库数据(整片擦除 除外)。

4、显示屏用的电阻屏,相对电容屏,触摸反应迟钝一点,容易检测错误,所以操作时不要点太快。

5、字库和图库下载方法请参考附件中的说明。

 

代码仓库:https://github.com/VCJ-550/SmartAirSTM   

 

设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
未生成预览图,请在编辑器重新保存一次
ID Name Designator Footprint Quantity
1 AO3415 Q6 SOT-23-3_L2.9-W1.6-P1.90-LS2.8-BR 1
2 100nF C27,C28,C29,C31,C32,C33,C35,C36,C26,C2,C14,C22,C25,C37,C38,C11,C6,C9,C13,C43,C10 C0603 21
3 4.7K R28,R29,R46 R0603 3
4 10uF C7,C18,C19,C34,C15,C16,C30 C0603 7
5 5K R7 R0603 1
6 FST-4020 BL BUZ-SMD_L4.0-W4.0-P3.50-L 1
7 330 R17 R0603 1
8 22uF C1,C3 C0603 2
9 10 R30,R33,R34,R35,R36 R0603 5
10 10K R5,R39,R14,R13,R21,R26,R27,R37,R41,R44,R53,R54,R49,R40,R1,R2,R45,R15,R47,R48,R16,R32 R0603 22
11 100K U18 R0603 1
12 22pF C12,C20,C21 C0603 3
13 1K R20,R38,R42,R43,R50,R31,R22,R56,R9,R12 R0603 10
14 36.5K R8 R0603 1
15 Header-Male-2.54_1x4_C124378 H1 HDR-TH_4P-P2.54-V 1
16 XPT2046 U17 TSSOP-16_L5.0-W4.4-P0.65-LS6.4-BL 1
17 1.25T-4P CN1 CONN-SMD_4P-P1.25_1.25T-4P 1
18 680K R6 R0603 1
19 DSK14 D1 SOD-123_L2.8-W1.8-LS3.7-FD 1
20 Header-Male-2.54_1x6 H4 HDR-TH_6P-P2.54-V 1
21 GMI6050P-34DB MIC1 MIC-TH_BD6.0-P1.90-D0.4-L-RD 1
22 180 U20 R0603 1
23 HSMF-C165 LED1 LED-SMD_HSMF-C165 1
24 30k R23 R0603 1
25 LM358 U4 SOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1
26 STM32F103RET6 U1 LQFP-64_L10.0-W10.0-P0.50-LS12.0-BL 1
27 39K R3 R0603 1
28 2K R11,R55 R0603 2
29 220 U11,U12,U13,U14,U15,U16 R0603 6
30 W25Q80DVSINGT U19 SOP-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-BL 1
31 AP5056 U7 SOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL-EP 1
32 220K R18,R19,R24 R0603 3
33 FP6276BXR-G1 U6 SOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-BL-EP 1
34 3.3uH L1 IND-SMD_L4.5-W4.0 1
35 KAN0637-0701B KEY1 SW-TH_KAN0637-0701B 1
36 AMS1117-3.3 U5 SOT-223-3_L6.5-W3.4-P2.30-LS7.0-BR 1
37 AO3414 Q3,Q4,Q5,Q8 SOT-23_L2.9-W1.3-P0.95-LS2.4-BR 4
38 200K VR1 RES-ADJ-SMD_VG039NCH 1
39 4.7uH L2 IND-SMD_L4.0-W4.0 1
40 micro 5PFour-legged board7.2There is a column card point0.4m USB1 MICRO-USB-SMD_5P-P0.65-H-F-C40943 1
41 6.8K R25 R0603 1
42 WBR1D-IPEX U21 WBR1D-IPEX 1
43 22uF C42 CAP-SMD_L3.5-W2.8-R-RD 1
44 19-217/BHC-ZL1M2RY/3T LED2 LED0603-R-RD 1
45 TD6817TR U8 SOT-23-5_L3.0-W1.7-P0.95-LS2.8-BR 1
46 S8050 Q1,Q2,Q7 SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR 3
47 SS34 D3,D4 SMA_L4.3-W2.6-LS5.2-RD 2
48 47uF C4 CAP-SMD_L3.2-W1.6 1
49 BH1750FVI-TR U3 WSOF-6_L2.6-W1.6-P0.50-TL-EP 1
50 910K U9 R0603 1
51 470K U10 R0603 1
52 FPC0.5-18P LCD 2.8-TFT 1
53 533980671 U2 CONN-SMD_6P-P1.25-V-M_533980671 1
54 HDC1080DMBR S2 SENSOR-SMD_HDC1080DMBR 1
55 0 R51,R52 R0603 2
56 BAT CN2 CONN-TH_XH-2A 1
57 0.4 R10 R1206 1
58 10μF C24,C23 CAP-SMD_L3.5-W2.8-R-RD 2
59 150K R4 R0603 1
60 8MHz X1 OSC-SMD_4P-L3.2-W2.5-BL 1
61 1N4148W D2,D5,D6 SOD-123_L2.7-W1.6-LS3.7-RD 3

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