气压控制装置 - 嘉立创EDA开源硬件平台

**一、系统框架** ****     本装置是一种气囊气压控制装置，主要由STM32F103C8T6单片机、BMP388气压传感器、OLED 显示屏模块、弹性按键、TB6612驱动模块、气泵、电磁阀、气囊构成。     其中，导气管的一端连接气泵，另一端连接单向阀的一头，阻止反方向的空气流动，单向阀另一头引出的导气管通过多通接头与三根导气管相通，一根连接压力传感器、一根连接电磁阀、一根连接气囊。
**二、功能描述**     本气压控制装置通过BMP388气压传感器检测气囊中的气压值，并将检测的结果实时显示在OLED 屏上。本装置可实现对目标气压值的设置，通过气泵充气或开启电磁阀放气使气囊中的气压达到设定值，并通过调节气泵中电机的转速调节充气的速度。当传感器检测到气压值偏离设定值时，再次通过气泵充气或开启电磁阀放气，抑制气压的变动，使其保持动态稳定。本装置能够精确测量的气压范围为30.0~125.0kPa，能够调节的目标气压范围为当前大气压(约为101.3 kPa)~125.0kPa。此外，本装置还具有蓝牙模块，便于实现与智能手机之间的连接，进而实现通过手机app对气囊气压的检测和调节(蓝牙功能未实现)。
**三、程序流程图**  **四、调试与测试结果** * 不同流速在相同目标气压（110.0Kpa）下的测试对比如下 | | | | | | | --- | --- | --- | --- | --- | | 流速 | 开始气压 | 目标气压 | 结束气压 | 平均用时 | | 弱 | 101.3Kpa | 110.0Kpa | 110.0±0.1Kpa | 40s | | 中 | 101.3Kpa | 110.0Kpa | 110.0±0.1Kpa | 9s | | 强 | 101.3Kpa | 110.0Kpa | 110.0±0.1Kpa | 3.5s | * 相同流速在不同目标气压下的测试对比如下 | | | | | | | --- | --- | --- | --- | --- | | 流速 | 开始气压 | 目标气压 | 结束气压 | 平均用时 | | 弱 | 101.3Kpa | 105.0Kpa | 105.0±0.1Kpa | 19s | | 弱 | 101.3Kpa | 110.0Kpa | 110.0±0.1Kpa | 40s | | 弱 | 101.3Kpa | 115.0Kpa | 114.9±0.1Kpa | 110s | | 中 | 101.3Kpa | 105.0Kpa | 105.0±0.1Kpa | 6s | | 中 | 101.3Kpa | 110.0Kpa | 110.0±0.1Kpa | 9s | | 中 | 101.3Kpa | 115.0Kpa | 115.0±0.1Kpa | 13s | | 中 | 101.3Kpa | 120.0Kpa | 120.0±0.1Kpa | 18s | | 强 | 101.3Kpa | 105.0Kpa | 105.0±0.1Kpa | 2.5s | | 强 | 101.3Kpa | 110.0Kpa | 110.0±0.1Kpa | 3.5s | | 强 | 101.3Kpa | 115.0Kpa | 115.0±0.1Kpa | 6.0s | | 强 | 101.3Kpa | 120.0Kpa | 120.0±0.1Kpa | 7.3s | * 结果分析     经过多次调试与测试，本装置基本达成题目要求的功能。同时发现在弱流速下，气囊内气压在达到115Kpa后难以继续上升；在中、强流速下，气囊内气压在达到121Kpa后上升将变得困难。     如果在维持气压稳定方面需要进一步提高：可以对导气管连接处进行密封，提高装置的气密性。如果在气压调节范围方面有不同要求：可以用所需量程的气压传感器取代BMP388，并选用耐压能力合适的气囊。