聚豐項目 > 便攜式無線供電空氣質(zhì)量檢測儀
隨著近些年環(huán)保問題的日益嚴(yán)峻，身邊的朋友也越來越重視自己的生存環(huán)境，尤其是對空氣質(zhì)量的關(guān)注度日益增高。我就打算自己設(shè)計制作一套便攜式的空氣質(zhì)量檢測儀，采用無線供電的方式來運行保證檢測儀的運行，同時利用無線供電系統(tǒng)給檢測儀內(nèi)部的鋰電池進行充電。（本項目采用的是IDT 5W無線充電開發(fā)套件）
我是活得精彩
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團隊成員
嚴(yán)曉凱 成員
隨著近些年環(huán)保問題的日益嚴(yán)峻，身邊的朋友也越來越重視自己的生存環(huán)境，尤其是對空氣質(zhì)量的關(guān)注度日益增高。目前大部分人獲取當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量的途徑是通過當(dāng)?shù)丨h(huán)保站發(fā)布的數(shù)據(jù)，但是那些數(shù)據(jù)并不是實時更新的，也不能代表你身邊的空氣質(zhì)量，所以為了想進一步掌握身邊的空氣質(zhì)量到底如何，我就打算自己設(shè)計制作一套便攜式的空氣質(zhì)量檢測儀，恰逢“無線電”論壇和IDT公司舉辦了一場無線供電應(yīng)用的大賽，使我萌發(fā)了一個新的想法，采用無線供電的方式來運行保證檢測儀的運行，同時利用無線供電系統(tǒng)給檢測儀內(nèi)部的鋰電池進行充電，這樣才真正實現(xiàn)了便攜式的意義。通過設(shè)計計算，整機負(fù)載電流約500ma，考慮到設(shè)計的充電電流是1000ma，所以項目選用了IDT 5W無線供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以提供5V 1A的最大5W的功率輸出，完全滿足設(shè)計要求。（本項目采用的是IDT 5W無線充電開發(fā)套件）
項目的原理圖部分：
包含三大部分組成：
1、無線供電鋰電池充放電部分，由于傳感器的TTL輸出電平是3.3V，所以還需要通過一個LDO將MCU供電電源降為3.3V。傳感器供電部分是5V（內(nèi)部有LDO降壓），有系統(tǒng)直接供電即可。本項目用的電池選用了常見的18650鋰電池，容量2600mah。充放電芯片選用上海鈺泰的ETA9640一體式芯片，最大充放電電流1000ma，自帶鋰電池保護電路，無需外圍再加保護電路。無線供電接收板接口直接與USB供電接口并接，既可以采用USB供電，也可以采用IDT無線系統(tǒng)供電。
2、MCU部分選用了AVR內(nèi)核的8位單片機LGT8F328D，傳感器選用攀藤科技的A003最新款顆粒物傳感器和森爾電子的S8 0053二氧化碳傳感器（由于二氧化碳傳感器價格較貴，最終未進行購買）。
3、顯示屏幕選用了2.2寸串口屏，便于快速開發(fā)，降低開發(fā)難度。
項目的PCB圖和3D圖部分：
這個PCB板子尺寸為80*70mm，正面為主要電路和屏幕部分，反面為18650電池倉和兩個傳感器接口。
最終PCB板和焊接好的PCB板：
IDT無線供電系統(tǒng)接收板
無線充電過程
本項目軟件設(shè)計采用Arduino IDE開源編程框架，主要分為系統(tǒng)初始化和循環(huán)執(zhí)行兩大部分構(gòu)成。程序部分均包含詳細(xì)注釋，可以直接使用，本代碼完全開源，如需轉(zhuǎn)載請注明原作者，謝謝！
程序部分：
/*
本程序為V1版本空氣質(zhì)量檢測儀代碼，顯示屏幕為2.2寸串口高分屏。
編譯環(huán)境：Arduino 1.8.5 （其它版本不保證通過編譯）
版權(quán)所有：活得精彩 （QQ：3720300） 如需轉(zhuǎn)載，請注明原作者，謝謝！
*/
#include <SoftwareSerial.h>//調(diào)用軟串口庫文件
SoftwareSerial pm(2, NULL);//定義PM2.5傳感器接收引腳
SoftwareSerial co(4, NULL);//定義CO2傳感器接收引腳
unsigned int CO2;//定義全局變量
unsigned int pm25;//定義全局變量
void getCO2(unsigned char Data) //定義CO2計算函數(shù)
{
static unsigned char RxBuffer[7];
static unsigned char RxCnt = 0;
RxBuffer[RxCnt++] = Data;
if (RxBuffer[0] != 0xFE && RxBuffer[1] != 0x04)
{
RxCnt = 0;
return;
}
if (RxCnt > 6)
{
CO2 = (int) RxBuffer[3] * 256 + (int) RxBuffer[4];
RxCnt = 0;
return;
}
}
void getPM25()//定義PM2.5計算函數(shù)
{
uint8_t mData = 0;
uint8_t i = 0;
uint8_t mPkt[32] = {0};
int mCheck = 0;
pm.listen(); //監(jiān)聽pm軟串口
delay(100);
while (pm.available() > 0)
{
mData = pm.read();
delay(2);
if (mData == 0x42) //頭數(shù)據(jù)1 OK
{
mPkt[0] = mData;
mData = pm.read();
delay(2);
if (mData == 0x4d) //頭數(shù)據(jù)2 OK
{
mPkt[1] = mData;
mCheck = 66 + 77;
for ( i = 2; i < 30; i++) //循環(huán)接收串口數(shù)據(jù)
{
mPkt[i] = pm.read();
delay(2);
mCheck += mPkt[i];
}
mPkt[30] = pm.read();
delay(2);
mPkt[31] = pm.read();
delay(2);
// Serial.println("-----------"); //系統(tǒng)調(diào)試用
// Serial.print(mCheck);//系統(tǒng)調(diào)試用
// Serial.print(" ");//系統(tǒng)調(diào)試用
// Serial.println(mPkt[30] * 256 + mPkt[31]);//系統(tǒng)調(diào)試用
if (mCheck == mPkt[30] * 256 + mPkt[31]) //CRC校驗 OK
{
// Serial.println("CRC OK");//系統(tǒng)調(diào)試用
pm25 = mPkt[12] * 256 + mPkt[13];//根據(jù)協(xié)議計算出PM2.5濃度值
// Serial.print("pm25:"); Serial.print(pm25); Serial.println("ug/m3 ");//系統(tǒng)調(diào)試用
Serial.flush();//清空串口緩存
return;//返回
}
}
}
}
}
void setup()//程序初始化
{
Serial.begin(9600);
pm.begin(9600);
co.begin(9600);
delay(5000);
Serial.println("SPG(2);"); //調(diào)用串口屏的第二頁內(nèi)容
delay(100);
}
void loop()//循環(huán)執(zhí)行程序
{
getPM25();//調(diào)用PM2.5計算函數(shù)
co.listen(); //監(jiān)聽co軟串口
delay(100);
static unsigned char TxBuffer[] = {0xFE, 0x04, 0x00, 0x03, 0x00, 0x01, 0xD5, 0xC5};//定義讀取指令
co.write(TxBuffer, 8);//發(fā)送讀取指令給CO2傳感器
delay(100);
while (co.available())
{
getCO2(co.read());//獲取CO2濃度值
}
Serial.print("LABL(48,0,40,159,'"); Serial.print(pm25); Serial.print("',"); Serial.print(15); Serial.println(",1);");//將PM2.5數(shù)據(jù)輸出給屏幕
Serial.print("LABL(48,161,40,319,'"); Serial.print(CO2); Serial.print("',"); Serial.print(15); Serial.println(",1);");//將CO2數(shù)據(jù)輸出給屏幕
}
//程序結(jié)束，如有優(yōu)化方案，歡迎溝通交流
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