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基于ESP07S的多参数微型环境质量检测仪

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简介:基于ESP07S的微型环境检测仪,可以采集温湿度、甲醛浓度、VOC指数、NOx指数、大气压等参数,并通过自带的OLED屏幕实时展示,内置锂电池、充放电管理以及电量采集,附带3D打印外壳,整体体积极小。
开源协议:CC BY-NC-SA 4.0
创建时间:2023-03-07 11:24:19更新时间:2024-06-11 09:22:43

描述

更新日志

                                                                                                                                                                                                                         

        时间                                                                          更新事件

2023年3月29日     首次发布

2023年4月17日     修改安装外壳的M2平头螺丝长度并且更新BOM购买清单(原来的为M2×8平头螺丝,现在改为了M2×6平头螺丝)

2023年5月22日     上传了整理好的原理图(原理图仅供参考,请勿更新PCB或者导入变更)

2023年6月17日     上传了一个替换成低成本甲醛传感器的转接板PCB设计图(该甲醛传感器的价格为46元左右,详情请查看硬件焊接教程末尾)

2023年9月10日     发布了一位来自青岛科技大学的粉丝朋友改进的中层控制板、底层电源板、外壳前壳的专业版工程,工程链接如下方所示

 

专业版开源工程链接

                                                                                                                                                                                                                         

工程主页链接:https://oshwhub.com/asdgcgjh/huan-jing-jian-ce-yi-qi-ying-jia

编辑器打开工程链接:https://pro.lceda.cn/editor#id=368628961e07479681d5de9e5629b9eb

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功能简介

                                                                                                                                                                                                                         

基于ESP07S模组制作的微型多参数环境监测仪,内嵌0.96英寸OLED双色屏幕,传感器部分使用了SHT45作为温湿度传感器,但是SHT45价格较高(18元左右)可以使用SHT40或者SHT41代替,推荐使用SHT41(5元左右),这三个传感器的封装相同且底层驱动代码也相同,可以相互替换,唯一区别是精度不同;还使用了SGP41(50元左右)传感器作为VOC(挥发性有机化合物)和NOx(氮氧化物)参数的采集;除了上述的两个传感器还有余下的两个传感器,其分别是大气压传感器和甲醛传感器,大气压传感器采用的是博世的BMP280(11元左右),甲醛传感器(115元左右)采用的是普晟的WZ-H3-K插针款,整体仅保留一个实体按键和一个电源开关以及一个充电下载接口,拥有10个不同的数据展示界面。

本监测仪的主要功能有:

1、可以显示温湿度、VOC、NOx、甲醛浓度、大气压的实时数值

2、可以显示温湿度、VOC、NOx、甲醛浓度的累计均值

3、可以显示电池电量百分比

4、拥有低电量提示功能

5、内置充电管理芯片以及电源自动切换电路

6、使用Type-C接口烧录程序以及充电

7、拥有充电状态指示灯

8、可以通过大气压数值大致计算海拔高度

9、保留了WiFi功能并且引出了WiFi天线

 

本监测仪器体积较小,制作难度中等,但是包含的制作细节较多!!!

对动手能力要求较高,部分连接部位的焊接稍微困难!!!

 

本监测仪器未经授权禁止商用!!!

 

 

实物展示图(左边的是最初的测试版本,右边的为现在的版本)

 

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    实物外观尺寸

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实物六面展示                                                   

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更多详细功能以及界面展示见底部视频与界面介绍

 

 

硬件焊接教程

                                                                                                                                                                                                                         

一共4片PCB,收到PCB的时候最好先用酒精或者洗板水擦拭一下,焊接时需要准备的工具有:刀头烙铁、热风qiang、加热台(建议准备,如果没有则用热风qiang替代也可以)、吸锡带、焊油、Sn63Pb37中温锡膏、Sn63Pb37焊锡丝、尖头镊子、剥线钳或者尖嘴钳、剪脚钳、热熔胶qiang、洗板水、清洁布、双面胶、防电胶布等主要工具。

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            底层电源板(1mm厚)                  中层控制板(1.6mm厚)           顶层OLED拓展板(1.6mm厚)            传感器盖板(0.8mm厚)

 

1、传感器盖板焊接

由于传感器盖板的两个传感器焊盘比较小,锡膏的量不太好控制,所以可以使用尖头镊子的尖尖部位将锡膏挑到焊盘上面,并且均匀覆盖这两个传感器的两边焊盘,中间焊盘则不需要太多锡膏。

 

参考锡膏用量

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涂好锡膏之后,将传感器摆放至对应位置(尽量摆放准确),一定要主要丝印方向,一定要主要丝印方向,一定要主要丝印方向!!

 

传感器摆放位置

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摆好之后就可以直接拿去放在加热台上面烤了,选用Sn63Pb37的中温锡膏对应加热台温度设置在215度左右,如果没有加热台,可以用热风qiang吹PCB背面,最好不要直接吹传感器。当锡膏熔化的时候,轻轻推一下这两个传感器,会有自动归位现象,观察侧面这两个传感器需要与PCB齐平,如果有倾斜,用镊子从传感器顶部轻轻向下压一下,将多余的锡挤压出来即可。

 

加热台焊接参考

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焊接完成后可以用棉签沾一点洗板水清洁两个传感器周围,千万不能清洗传感器采集窗口。

 

焊接完成时图片

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这样就完成了传感器盖板的焊接工作

 

 

2、顶层OLED拓展版焊接

这块PCB大多数是常见元器件,注意屏幕地址(0x78)设置电阻选择R1(R1位置焊接4.7K电阻),唯一稍难一点的是屏幕排线,排线焊接要需要注意对准焊盘以及注意有没有连锡。

 

常见元器件焊接流程

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焊接好了常见元器件就可以焊接屏幕了,将屏幕排线通过PCB下方开口,注意需要稍微弯折一下屏幕排线边缘才可以穿过开口,裁剪合适长度的双面胶或者3M胶贴于屏幕背面,并将屏幕贴到对应位置,之后在焊接屏幕排线即可,屏幕排线焊接时,先固定任意一边,然后在拖焊整个排线,可以多涂一点焊油便于拖焊。装配流程见下图。

 

0.96寸OLED裸屏幕

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              尺寸:24.74×16.9×1.42(mm)内置控制芯片:SSD1315

 

屏幕装配流程

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这样就完成了OLED拓展板的焊接工作

 

 

3、顶层与盖板焊接

将传感器盖板套进OLED拓展板的屏幕突出部分,并且用8颗M2×14MM+3的铜柱固定,注意一定要使得两块PCB对齐,否则后面难以装入外壳。

 

两块PCB的固定方法与流程

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取4Pin2.54MM针长8.5MM的非标准长度排针,插入4Pin排针焊接接口,用剥线钳或者尖嘴钳将突出焊盘的排针“夹”下去,然后在用烙铁进行焊接,焊接时注意焊锡与焊盘齐平,焊锡不能突出焊盘太多,排针焊接完成之后再将背面的两个焊接固定点上锡固定即可。

 

针长8.5MM的排针

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焊接排针前的处理

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焊接完成后的示意图(俯视图)

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                                                      注意焊锡与焊盘齐平

 

焊接完成后的示意图(侧视图)

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                                                      注意焊锡与焊盘齐平

 

最后焊接背面的两个固定点

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完成上述工作后就可以拆掉8颗固定铜柱,整个顶层就制作完成了。

 

整个顶层制作完成图

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4、中层控制板焊接

这一块PCB元器件较多,而且元器件密度较大,有三个较难焊接的器件(Type-C母座、CH343P、BMP280),建议采取加热台焊接ESP07S模组所在的一面,然后再配合热风qiang焊接另外一面,不建议全盘手工焊接(难度太大)。以加热台配合热风qiang为例,先使用加热台焊接Type-C接口和CH343P串口芯片,用烙铁处理好这两个器件的细节,然后再把这一面全部元器件进行焊接,最后再用热风qiang焊接另外一面。

注意:加热台温度与上述焊接传感器盖板温度一致,热风qiang温度为300度左右,中等风速。

 

焊接顺序1

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焊接顺序2

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细节检查

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检查Type-C接口和两个按键,保证其与PCB齐平或者在PCB内,超出PCB的话会给后面的外壳装配带来困难。

上述面焊接完成后,就可以进行另外一面的焊接了,另外一面的焊接建议用锡膏配合热风qiang的焊接方法。

 

焊接顺序3

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注意BMP280方向和两颗0402封装电阻的阻值

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PCB两面的贴片元器件焊接完毕之后,就可以焊接最后两个排针排母插件以及天线跳线了。

排母采用2.54MM×4Pin塑高3.5MM的非标准排母,排针采用的是2.54MM×7Pin的标准排针,也就是常见的7Pin排针。

 

4Pin矮排母(非标准)

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排针与排母焊接完成参考图

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不建议将7Pin排针换成排母,如果本PCB使用7Pin排母,那么底层电源板就要使用7Pin排针,底层电源板部分连接引脚与电池正极直接相连,这样排针之间有可能在装配时被铜柱或者其他导体所短路,导致电路烧毁!!

 

焊接完排针和排母接下来就剩一根天线跳线了,这根跳线一头为IPEX接头,另外一头为焊接头,建议先插在ESP07S的IPEX天线座上面再进行焊接。

焊接时可以先给靠近PCB边沿的焊盘上锡,然后固定跳线的焊接头,再固定屏蔽层。

 

天线跳线焊接指南

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                       可以先给这个焊盘上锡并固定线芯                                                                           之后再固定屏蔽层并且加焊线芯

 

完成跳线焊接参考图

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这样就完成了中层控制板的焊接工作

 

 

5、底层电源板焊接

这一块PCB元器件较少,但是需要固定电池在这片PCB上面,可以先焊接带有升压模块的一面的贴片元器件,

然后再焊接另外一面顶上的充电指示LED灯(可以选择自己喜欢的颜色),

最后在焊接插件 ,焊接电池的正负极引脚时,需要注意防止短路。

 

焊接步骤1

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上述焊接工作完成后,就可以进行背面LED灯和甲醛传感器的排母引脚以及拨动开关的焊接,

这里用到的排母采用的是一个2.0MM×5Pin和一个2.0MM×7Pin的标准塑高排母,

注意拨动开关甲醛传感器排母插脚长度要与焊盘齐平,焊接这些插件时先用剪脚钳修剪这些插脚的长度,

然后在进行焊接,注意焊接时焊锡要与焊盘齐平。

 

焊接步骤2

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细节检查

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                                                                                  请务必保证上图3处红色方框焊盘与PCB之间的平整度

 

焊接完这些插件之后,最好用防电胶布把这些裸露的焊盘粘贴一下,做一下绝缘。

 

绝缘示意图

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做完绝缘之后就可以将电池的正负两极焊接在对应的正负极丝印下方的焊盘上面了,电池采用的是380毫安的902025电池,由于位置较小,建议先焊接电池连接线再粘贴电池,电池的粘贴可以先用双面胶或者3M胶粘在PCB上面再配合热熔胶固定 。

焊接电池连接线之前请确认拨动开关处于“关”位置。

电池的红线焊接丝印正号下方的焊盘,黑线焊接负号下方的焊盘。

 

焊接电池连接线

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建议电池有印字的一面朝向PCB内,该面粘贴双面胶。

 

电池粘贴双面胶的位置

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撕去双面胶保护层将电池粘贴至PCB板子上,并且整理好电池连接线。

注意:电池粘贴位置需要靠边一些(具体的位置如下图所示)

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为了牢靠固定电池,建议用热熔胶将电池四周加固一圈,先给一边打上热熔胶,然后用镊子尾部将热熔胶压入电池与PCB之间的缝隙,稍微等待热熔胶冷却后,缓慢摇动镊子使其分离,注意请确保镊子尾部足够光滑与干净,否则容易与热熔胶粘连。

 

加固操作示意图

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将电池四周都按照这种方法加固后,然后再用美工刀小心划开溢出PCB边沿的热熔胶,最后将有"毛刺"的部分用热风qiang吹一下使其平整,注意不要长时间吹电池,高温容易导致电池起火甚至爆炸,请注意安全!!!

 

加固并且修整完成的电池部分

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最后焊接2.54MM×7Pin标准塑高排母即可完成整个底层电源板的焊接与制作。

注意:焊接排母时千万不可大意,尤其要小心烙铁头或者焊锡丝导致两两引脚之间短路!!!

 

焊接完成示意图

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这样就完成了底层电源板的焊接工作

也完成了所有的焊接工作

 

 

6、低成本甲醛传感器转接板焊接(2023年6月17日更新,若选择低成本的甲醛传感器则还需进行以下步骤)

为了降低成本,市面上还有另外一种国产传感器可以选择,其型号为YF08-CH2O的电化学甲醛模组,售价仅为46元(BOM表中更新了购买连接),相比之前的甲醛传感器便宜了一半多,使用起来也十分方便,仅需通过转接板进行转接,然后再插入原来底层电源板的甲醛传感器接口上即可,无需修改代码。

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接下来将会介绍如何焊接传感器与转接板。

 

焊接步骤示意图

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注意:焊接使用的排针间距为2.0MM的标准排针,转接板打板厚度推荐0.8MM!

 

 

外壳组装教程

                                                                                                                                                                                                                         

完成了辛苦的焊接工作之后,我们终于可以开始轻松愉悦的组装工作了,请先准备以下物料:

1、3D打印的前壳和后壳

2、M2×6+3单通铜柱4个

3、M2×14+3单通铜柱4个

4、M2×11双通铜柱4个

5、M2×6银色平头螺丝8个

6、十字螺丝刀

 

物料实物图1

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物料实物图2

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先用M2×11双通铜柱和M2×6+3单通铜柱组装中层

 

中层组装示意图

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建议先将三个部分临时拼接,在烧录完固件验证各项功能正常时在装入外壳内。

先将顶层与中层进行拼接,保证顶层的排针与中层的排母之间没有缝隙,若出现缝隙,则可以用剪脚钳略微剪短排针一下即可。

 

顶层与中层连接示意图

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之后再将底层进行拼接,拼接时千万注意要对准排针排母,谨防插错位。

 

底层的连接示意图

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将三层连接起来后就可以跳到烧录固件步骤进行电路验证,当验证成功后再来安装外壳也不迟,再次建议先验证再安装外壳,避免拆拆装装😁。

 

验证成功之后下面我们进行外壳的安装工作。

刚收到的前壳和后壳表面可能会有类似油污一样的痕迹,建议用洗洁精清洗一下,晾干再进行装配,螺丝孔建议先用螺丝旋进去几圈打磨一下毛刺。

首先将组合在一起的三层分开,将顶层先安装进前壳内,然后再将中层安装进前壳内,使用M2×6银色平头螺丝从前壳的4个螺丝孔进行固定,最后再将底层安装进前壳内,并且使用M2×14+3单通铜柱固定底层,安装甲醛传感器,扣上后壳并对准位置,使用M2×6银色平头螺丝从后壳的4个螺丝孔进行固定。

 

安装流程示意图

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组装完成示意图

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固件烧录教程

                                                                                                                                                                                                                         

固件烧录有两种烧录方式:

1、直接用flash_download_tool软件烧录附件ESP8266.bin文件。

2、用PlatformIO IDE创建一个ESP07S的工程,并将附件中的main.cpp内的代码复制,然后再把附件中的Font.c字库文件拷贝到main.cpp文件所在的文件夹内,最后添加对应库文件并编译即可。

 

在这里我们只介绍第一种烧录方式。首先,下载附件的ESP_flash_download_tool_3.9.2_0.zip文件并解压,打开flash_download_tool_3.9.2.exe应用程序

 

flash_download_tool_3.9.2.exe打开界面

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选择上图的参数并点击OK,之后就跳出烧录界面,然后用数据线连接监测仪和电脑,并且将监测仪的开关拨动到开位置。

 

连接电脑示意图

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设备管理器查看对应COM口

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如果没有正确安装该串口芯片的驱动,则无法进行烧录,下载附件CH343SER.EXE并安装即可

 

烧录界面参数介绍

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:勾选第一行最前面的方框,并且点击第一行后方“...”按钮选择要烧录的文件,烧录文件是附件中的ESP8266.bin文件。

:在第一行最后面的文本框中输入0x0000

:在设备管理器中查看对应的COM接口然后选择

:点击START按键进行下载

 

在提示烧录完成之后,拨动监测仪开关至“关”位置然后在拨到“开”开位置即可完成复位重启。

重启之后OLED屏幕正常显示并且进入UI界面即代表烧录成功。

注意:内置自动下载电路有极小极小可能失效的情况,这时只需按下实体的BOOT按键然后按下RST按键即可进入下载模式。

 

复位与下载实体按键

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界面与操作逻辑介绍

                                                                                                                                                                                                                         

1、界面介绍

本监测仪拥有十个不同的数据展示界面,有些界面可以展示当前瞬时值,有些界面可以展示累计均值,并且还对数值进行阶段性划分与评级,不仅具有浓度值或者含量值数字数据的展示,而且还针对这些数值进行阶段性评级并展示,让人们可以轻易且直观的获取当前环境质量的状态。

这十个不同的界面分别是:

1、综合界面(第一界面)

2、温湿度计界面(第二界面)

3、实时甲醛浓度检测界面(第三界面)

4、挥发性有机化合物界面(第四界面)

5、NOx氮氧化物指数界面(第五界面)

6、平均甲醛浓度数值界面(第六界面)

7、平均温湿度界面(第七界面)

8、平均VOC指数值界面(第八界面)

9、平均氮氧化物指数界面(第九界面)

10、气压高度计界面(第十界面)

 

第一第二界面介绍图

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第三第四界面介绍图

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第五第六界面介绍图

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第七第八界面介绍图

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第九第十界面介绍图

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除了这十个常见页面,还有开机动画界面、熄屏充电提示界面、熄屏低电量提示界面等其他提示型界面,在此就不一一展示了,大家可以自行探索😊。

 

 

2、操作逻辑介绍

由于只有一个交互按键和一个拨动开关,所以本检测仪的操作逻辑非常简单。

拨动开关控制整个设备的开机与关机,也就是控制整个设备的电源。

交互按键只有两种方式进行控制,一种是短按另一种是长按。

处于开机动画界面时按键长按和短按都无效。

处于熄屏状态时短按按键无效。

为了便于讲解我将这十个界面进行编号:

①综合界面(第一界面)

②温湿度计界面(第二界面)

③实时甲醛浓度检测界面(第三界面)

④挥发性有机化合物界面(第四界面)

⑤NOx氮氧化物指数界面(第五界面)

⑥平均甲醛浓度数值界面(第六界面)

⑦平均温湿度界面(第七界面)

⑧平均VOC指数值界面(第八界面)

⑨平均氮氧化物指数界面(第九界面)

⑩气压高度计界面(第十界面)

按键长按:

长按按键在界面①②③④⑤⑥⑦⑧⑨被定义为熄屏,也就是在除了⑩界面以外的界面时长按按键,就可以熄灭屏幕,熄灭屏幕时单击按键无效,需要亮屏时再次长按按键即可。在⑩界面内长按按键被定义为设置基准高度,⑩界面内对长按按键有小字提示。

按键短按:

短按按键在所有的界面都被定义为向下翻一页,也就是说我在①界面短按一下按键即可翻转至②界面,在⑩界面短按一下按键将会自动翻转至①界面。

充电指示灯:

充电指示灯用于指示充电状态,不管监测仪处于开机还是关机,充电指示灯亮起代表正在充电,熄灭代表充电完成,由于检测充电状态的引脚在充电完成时会被拉低,但是该引脚在启动时被拉低将无法正常启动,所以遇到充满电无法开机的情况,请拔掉充电线即可解决。

充电提示:

亮屏时只有①界面有充电的动画或是充电完成的提示,熄屏时会有充电图标或者充满电的图标。

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监测的参数解析:

①界面的甲醛浓度瞬时值在0至0.05mg/m³之间时,评估参考值为”优“

①界面的甲醛浓度瞬时值在0.05至0.08mg/m³之间时,评估参考值为”良“

①界面的甲醛浓度瞬时值在0.08至0.2mg/m³之间时,评估参考值为”中“

①界面的甲醛浓度瞬时值大于0.2mg/m³,评估参考值为”差“

 

②界面的温度值在10℃以下时,评估参考值为”严寒“

②界面的温度值在10℃至18℃之间时,评估参考值为”寒冷“

②界面的温度值在18℃至26℃之间时,评估参考值为”舒适“

②界面的温度值在26℃至30℃之间时,评估参考值为”闷热“

②界面的温度值在30℃至35℃之间时,评估参考值为”炎热“

②界面的温度值在大于35℃时,评估参考值为”酷暑“

 

②界面的湿度值在20%RH以下时,评估参考值为”过干“

②界面的湿度值在20%RH至40%RH之间时,评估参考值为”干燥“

②界面的湿度值在40%RH至70%RH之间时,评估参考值为”合适“

②界面的湿度值在70%RH至80%RH之间时,评估参考值为”湿润“

②界面的湿度值在80%RH至90%RH之间时,评估参考值为”潮湿“

②界面的湿度值在大于90%RH时,评估参考值为”过湿“

 

③界面的实时甲醛浓度值在0至0.08mg/m³之间时,评估参考值为”正常“

③界面的实时甲醛浓度值在大于0.08mg/m³时,评估参考值为闪烁的”超标“

 

④界面的VOC(挥发性有机化合物)指数值的范围是在0至500之间,

当该指数为0至100时,评估参考值为”优“

当该指数为100至200时,评估参考值为”良“

当该指数为200至300时,评估参考值为”轻度“

当该指数为300至400时,评估参考值为”中度“

当该指数为400至500时,评估参考值为”重度“

 

⑤界面的NOx(氮氧化物)指数值的范围是在0至500之间,

当该指数为0至10时,评估参考值为”优“

当该指数为10至20时,评估参考值为”良“

当该指数为20至150时,评估参考值为”轻度“

当该指数为150至300时,评估参考值为”中度“

当该指数为300至500时,评估参考值为”重度“

注意:该指数值在无氮氧化物时基本上都为1

 

⑥界面的平均甲醛浓度数值计算方法是,将每次采集的甲醛浓度瞬时值累计之后除以采集次数,

当该值在0至0.08mg/m³之间时,评估参考值为”正常“

当该值大于0.08mg/m³时,评估参考值为闪烁的”超标“

 

⑧界面的平均VOC(挥发性有机化合物)指数值在0至100之间时,评估参考值为”空气质量优秀“,评估UI为”😊“

⑧界面的平均VOC(挥发性有机化合物)指数值在100至200之间时,评估参考值为”空气质量良好“,评估UI为”😊“

⑧界面的平均VOC(挥发性有机化合物)指数值在200至300之间时,评估参考值为”空气轻度污染“、”建议开窗通风“两个值循环播放,评估UI为”😑“

⑧界面的平均VOC(挥发性有机化合物)指数值在300至400之间时,评估参考值为”空气中度污染“、”建议开窗通风“两个值循环播放,评估UI为”😞“

⑧界面的平均VOC(挥发性有机化合物)指数值在400至500之间时,评估参考值为”空气重度污染“、”建议猛烈通风“两个值循环播放,评估UI为”😵“

 

⑨界面的平均NOx(氮氧化物)指数值在0至10之间时,评估参考值为”空气质量优秀“,评估UI为”😊“

⑨界面的平均NOx(氮氧化物)指数值在10至20之间时,评估参考值为”空气质量良好“,评估UI为”😊“

⑨界面的平均NOx(氮氧化物)指数值在20至150之间时,评估参考值为”空气轻度污染“、”建议开窗通风“两个值循环播放,评估UI为”😑“

⑨界面的平均NOx(氮氧化物)指数值在150至300之间时,评估参考值为”空气中度污染“、”建议开窗通风“两个值循环播放,评估UI为”😞“

⑨界面的平均NOx(氮氧化物)指数值在300至500之间时,评估参考值为”空气重度污染“、”建议猛烈通风“两个值循环播放,评估UI为”😵“

 

个人家庭新装修完工打算入驻或已经入住参考标准GB/T18883-2002《室内空气质量标准》规定:房间门窗封闭12小时,甲醛含量不大于0.1mg/m3

如果是承建商新房交房、办公楼、幼儿园等完工验收,一般执行GB50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》规定:

Ⅰ类建筑(如幼儿园、医院病房、学校教室等)则封闭1小时后检测,甲醛含量不大于0.07mg/m3

Ⅱ类建筑(如办公楼、旅馆、商店等)则则封闭1小时后检测,甲醛含量不大于0.08mg/m3

 

在 VOC 指数的情况下,虽然介于 100 和 500 之间的值表示基于VOC的空气质量恶化,但介于1和100之间的值表示基于VOC的空气质量的改善。在氮氧化物指数的情况下,显示平均条件值为 1,所以,当存在 NOx 气体时,NOx 指数显示介于 2 和 500 之间的值。

关于VOC和NOx的指数值有兴趣小伙伴可以去SENSIRION官网了解一下。

官网连接:SGP41 - VOC和NOx 传感器(用于智能调节空气处理设备) (sensirion.com)

电量提示逻辑:

电量提示分为三个阶段

1、电量低于20%

2、电量低于10%

3、电量为0%

当为第一阶段时,每个界面都会对低电量进行提示,如果为熄屏状态时,也会闪烁显示一个空的电池图标。

当为第二阶段时,会先弹出几秒钟的提示,然后再回到①界面,每个界面也会对低电量进行提示,但是与第一阶段的提示不同,如果为熄屏状态下触发了低电量的第二阶段,也是先弹出几秒钟的提示,然后再回到①界面,不会继续熄屏。

当为第三阶阶段时,会先弹出意思为请充电的提示界面,之后先执行清屏函数后执行ESP.deepSleep(0);实现软件关机,避免电池过度放电。

电量低时请及时充电,充电时温度传感器监测的温度会略微升高,不建议再充电时进行环境参数监测,保守估计满电时在亮屏的情况下,至少可以使用4个小时以上。

气压测量度的逻辑:

设h为高度,P为当前大气压,P0为基准大气压,通过在基准平面设置基准大气压P0,就可实现测量基准面到测量面的高度估算。

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例如我们在房屋的一楼设置了基准大气压,当我们爬到五楼时,⑩界面显示的高度就是当前一楼到五楼的大概高度,该方法测量高度精度不高,但是还是具有一定的参考意义,最初设计大气压传感器时是为了换算甲醛浓度值时将气压的影响考虑进去,后面发现影响不大,所以就将大气压力值改为用于高度的换算。

 

 

外壳与电路板下单注意事项

                                                                                                                                                                                                                         

1、PCB下单注意事项

一共4片PCB,PCB板材为FR-4,每片PCB大小都为3CM×3CM,但是厚度不同,请注意厚度,阻焊什么颜色都可以。

从立创EDA导出Gerber文件,建议使用嘉立创下单小助手进行PCB下单。

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            底层电源板(1mm厚)                  中层控制板(1.6mm厚)           顶层OLED拓展板(1.6mm厚)            传感器盖板(0.8mm厚

 

除了中层控制板PCB无需选择“指定为加客编”,其余PCB都建议选择“指定为加客编”。

 

PCB客编选项

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其余选项按照嘉立创下单助手提示进行填写即可。

 

2、外壳下单注意事项

先下载附件的前壳.stl文件和后壳.stl文件,在嘉立创下单小助手里面打开3D打印下单,上传两个文件,建议使用树脂材料,当然推荐CNC🐶(非常昂贵),毕竟一分钱一分货,我一般使用的是树脂材料中的Imagine Black材料或者Black材料,这两个材料在官方的介绍中都是黑色,但是Imagine Black材料的颜色趋向深黑色,而Black材料的颜色趋向灰黑色,个人感觉Black材料的表面光洁度要优于Imagine Black材料,Imagine Black材料的细节处理要优于Black材料,但是Imagine Black材料的价格差不多是Black材料价格的两倍了。

当然除了黑色的材料,白色材料的选择更多,而且价格更加便宜,选择白色材料收到后可以自己上色,可玩性更高,推荐LEDO 6060材料。

不管是黑色的材料还是白色的材料,结算时你都会发现运费竟然也差不多赶上一个壳子的钱了😮。

有兴趣查看Imagine Black材料和Black材料的高清细节图,可以去下载附件中的对比图1、2、3详细查看。

 

Imagine Black材料和Black材料下单参考

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实物对比

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                                                Black材料                                                                                                     Imagine Black材料

 

 

元器件购买指南

                                                                                                                                                                                                                         

常规的电阻电容,以及电感,去淘宝搜索购买即可,例如封装为0603的10K电阻,直接去淘宝搜索0603 10K即可,推荐去天猫的欧贝顿旗舰店、深圳市优信电子科技有限公司、天猫的telesky旗舰店、天猫的risym旗舰店(略贵)等电子元器件商店购买。其他不常见的元器件,可以去附件下载BOM清单(原版).xlsx文件,里面附带购买链接,如果遇到断货或者缺货的可以去立创商城找找看。

 

以下是部分电子元器件商城链接,建议多家对比并且参考,减少无效支出。

天猫的欧贝顿旗舰店:首页-欧贝顿旗舰店-天猫Tmall.com

深圳市优信电子科技有限公司:首页-深圳市优信电子科技有限公司-淘宝网 (taobao.com)

天猫的telesky旗舰店:首页-telesky旗舰店-天猫Tmall.com

天猫的risym旗舰店:首页-risym旗舰店-天猫Tmall.com

 

注意:请先阅读附件中的BOM清单(原版).xlsx文件内的说明,在进行元器件购买,元器件数量较多,购买时请仔细核对元器件的封装和各项参数。

BOM清单(原版).xlsx文件内的位号与各层PCB上的元器件位号相对应,焊接时请注意元器件参数。

 

 

致谢

                                                                                                                                                                                                                         

本项目从构思、测试、实践、修改、检验、完善历经了6个月左右,结构修改数十次,PCB布线元器件优化数十次,打板验证数十次,外壳修改22次,编写代码近3000行,可谓历尽千辛万苦,虽然还是有些许小毛病,但就目前来说也算是一个比较完整的东西了,个人感觉硬件层面优化程度不大,但是软件层面还是有很大的提升空间。在此特别感谢为本项目提供帮助的人员以及单位:

1、感谢广东职业技术学院信息工程学院提供工作场地以及工具。

2、感谢广东职业技术学院信息工程学院陈春玮、欧浩源老师对本项目的指导与建议。

3、感谢广东职业技术学院信息工程学院物联网191班被誉为“物联网之光”的赖杨冰大师兄对外壳的建模与设计。

4、感谢青岛科技大学张艺腾同学对中层控制板、底层电源板、外壳前壳的优化与改进。

5、感谢原广东职业技术学院信息工程学院物联网20现嘉应学院计算机学院计算机2110班赖弘琛同学对本文用词的润色。

6、感谢广东职业技术学院信息工程学院物联网212班陈少楠录制的体验视频以及拍摄的展示图片。

7、感谢深圳嘉立创科技集团股份有限公司提供EDA软件、PCB制板服务、元器件购买服务。

8、感谢能仔细阅读到这里的每一个人。

 

各种测试物料

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宣传图片

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如果喜欢的话不要忘记点赞、收藏、转发哟😁!!

 

 

演示视频

                                                                                                                                                                                                                         

设计图

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BOM

暂无BOM

附件

序号文件名称下载次数
1
ESP8266.bin
309
2
Font.c
239
3
main.cpp
326
4
ESP_flash_download_tool_3.9.2_0.zip
3043
5
CH343SER.EXE
237
6
前壳.stl
169
7
后壳.stl
205
8
对比图1.jpg
122
9
对比图2.jpg
88
10
对比图3.jpg
87
11
演示视频.mp4
546
12
气压高度计使用说明.mp4
612
13
陈少楠作品.mp4
158
14
BOM清单(原版).xlsx
153
15
改版前壳.STL
58
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