基于ESP32和STM32的智能鱼缸系统控制板 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# 1.简介 ### <font color=#F0966D>**1.1 本项目主要探究的是基于 ESP32和STM32 的智能鱼缸控制系统设计，主要工作包括以下几个方面：**</font> （1）硬件设计：根据总设计框图和选型进行电路设计并搭建硬件系统使用<font color=#EF3B3F>**立创EDA专业版**</font>进行原理图 PCB 的设计，最终制出硬件成品。 （2）软件设计：根据设计出的硬件模块进行模块化编程，绘制出简略程序框图，编程使用<font color=#EF3B3F>**C、C++**</font>语言编程，利用 KEIL、VSCODE 等 IDE 软件进行开发 。 （3）外壳设计：使用 3D 打印技术、激光切割技术进行外壳设计，在硬件设计中预留螺丝钻孔，使得产品与外壳能够相互贴合。 ### <font color=#F0966D>**1.2 本设计的应用范围是日常家庭的小型鱼缸，具体的设计的主要功能如下：**</font> （1）鱼缸内水域的监测：实现对鱼缸内温度、PH值、TDS值的检测。 （2）实时显示数据：要求有一个显示屏显示当前的水域数据和当前时间。 （3）自动投食：自制自动投食模块，实现定时定点投食。 （4）自动过滤供氧：根据当前水域情况自动开启过滤或供氧。 （5）数值极限记录：当测出的数据超越所设置的数据时自动记录当前时间和越界值。 （6）自动手动切换：能够实现系统的自动手动自由切换，以适应不同环境需求。 （7）灯光系统：有多样的灯光系统可选，使得鱼缸更加艳丽。 ### <font color=#F0966D>**1.3 下图为本项目各个模块的渲染图介绍**</font>  <font color=#9D9D9D><center>**图1.1 FishTank_Shell**</center></font> *** （1）如上图1.1为鱼缸主控箱外壳设计，组装后预估大小在85x103x171mm左右，总共包括5个3D打印件和一个激光切割件，其中包括两个开关（开关1和开关2用于供氧机与过滤机的机械控制）的开槽，还包括总开关的开槽，DC电源口的开槽，支持架的设计，控制面板保护壳设计等。    <font color=#9D9D9D><center>**图1.2 FishTank_CircuitBoard**</center></font> *** （2）如上图1.2为鱼缸主控箱主板设计，以粉红色“Fish Tank-Z”字面朝向LOGO为正面，上方和左上方为总电源5V接口和各个传感器端子接口，右侧为LED灯板接口，左下角为PH和TDS探测器的放大电路。    <font color=#9D9D9D><center>**图1.3 FishTank_CircuitBoard背面图**</center></font> ***    <font color=#9D9D9D><center>**图1.4 FishTank_CircuitBoard正视图**</center></font> ***   ### <font color=#F0966D>**1.4 模块参数**</font> （1）输入电源：使用DC5.5-2.1&USB接口线输入的<font color=#EF3B3F>**5V**</font>标准电压，输入功率建议<font color=#EF3B3F>**大于10W**</font> （2）工作温度：常温（25°C）下工作 （3）使用的螺丝型号：M2.5x10内六角螺丝、M3x10内六角螺丝 # 2.硬件设计 ### <font color=#F0966D>**2.1 原理图设计与PCB设计**</font> （1）由于文本部分过长不易于编辑，故将硬件应用部分详细介绍放至PDF文件里，供予参考，有疑问可以向评论区留言。 >##### 说明文档：[基于ESP32和STM32的智能鱼缸系统控制板-硬件设计部分详介.pdf](https://oshwhub.com/attachments/2023/4/WWEsrDPpnbyy9x5yEBFvfyzV9b50ThHe0YswYP0D.pdf?operation=download) ### <font color=#F0966D>**2.2 主要模块的选型**</font> （1）主控单片机芯片（MCU1）：合宙ESP32-C3单片机核心板 （2）副控单片机芯片（MCU2）：STM32F103C6T6芯片 （3）显示屏：合宙0.96 寸IPS80X160LCD 扩展屏 （4）直流电机与直流电机驱动芯片： 供氧电机：淘宝上买的USB5V接口的供氧泵，型号为385大气量静音增氧泵，只要是5V电压USB接口的电机几乎通用。 过滤电机：淘宝上买的北极冰USB小型迷你水泵，型号为TD-02X，只要是5V电压USB接口的电机几乎通用。 驱动芯片：TB6612 （5）步进电机与步进电机驱动芯片： 投食电机：特殊型号步进电机，型号为11SRM1410001的15 微型二相四线步进减速电机，步距角为18°，减速比约为1：50 驱动芯片：TMC2225 （6）各类探头： PH探头：上海越磁E-201 型 PH 复合电极探头蓝色款 TDS探头：深圳比特原子水质检测传感器探头BA01（不带温度） 温度传感器探头：DS18B20 温度传感器探头（防水） ###### <font color=#EF3B3F>**_注意事项：_**</font> （1）其余部分因为嘉立创商城元器件可能没有货源不建议使用BOM表，根据原理图上所示到淘宝电子店例如”深圳优信电子店“选型即可。 （2）因为PH与TDS硬件设计部分要求对电阻电容的精度较高，请按照原理图要求来选型，确保测量的准确性。 （3）对选购模块有疑问的可以在评论区留言 # 3.软件设计 ### <font color=#F0966D>**3.1 软件设计说明**</font> >##### 说明文档：[基于ESP32和STM32的智能鱼缸系统控制板-软件设计部分详介.pdf](https://oshwhub.com/attachments/2023/4/Cx9P0it6PgIs5QXbi0LofOybgORGeC6xenYUobfs.pdf?operation=download) >##### 代码下载：[Github](https://github.com/Xk-w/FishTank-Z.git) # 4.外壳设计 ### <font color=#F0966D>**4.1 外壳设计说明**</font> >##### 说明文档：[基于ESP32和STM32的智能鱼缸系统控制板-外壳设计部分详介.pdf](https://oshwhub.com/attachments/2023/4/sl6SKJEyzVFUp1Abujl8ayNwmlajX7Be7m8gO6K0.pdf?operation=download) >##### 主控板外壳下载：[Thingiverse-Fish tank shell](https://www.thingiverse.com/thing:5967494) >##### 投食器外壳下载：[Thingiverse-Fish tank feeding motor shell](https://www.thingiverse.com/thing:5967508) >##### 透明亚克力保护壳下载：[FishTank_Transparent acrylic board 提取码：uxx4](https://pan.baidu.com/s/162I7ZmOKHFM1Um2f_J53fA) # 5.使用测试与说明 ### <font color=#F0966D>**5.1 使用测试与说明**</font> >##### 说明文档：[基于ESP32和STM32的智能鱼缸系统控制板-系统设计与说明部分详介.pdf](https://oshwhub.com/attachments/2023/4/sF5KQU5MLAmGn5fpjGQaKgtQhVrPX9TTPMflg4cn.pdf?operation=download) ### <font color=#F0966D>**5.2 测试视频在文章末尾**</font>       # 补充 ###### <font color=#EF3B3F>**（1）本项目遵循GPL 3.0协议，不得尚自商用收费！**</font> ###### （2）考虑到该项目涉及的模块过多，未来会考虑将各个模块独立出来单独作为独立项目进行发布 ###### （3）项目为个人独立开发如遇问题或使用BUG请反馈至评论区 ###### （4）问题分享交流群：