手把手教你如何去自制一种空气检测仪呢

765 传感器物联网嵌入式空气检测仪

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 空气检测仪是由哪些部分组成的？怎样使用LCD12864R SPI库驱动空气检测仪呢？ 0
2022-1-24 06:02:49　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答红旧衫该类别下有 12 个回答。邀请回答 jsqueh 该类别下有 12 个回答。邀请回答小华同学该类别下有 12 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 h1654155275.6473 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报徐磊相关推荐 • 手把手教你如何去开发一种51单片机？有哪些步骤 1069 • 手把手教你学习STM32 1693 • 手把手教你学FPGA设计与应用 1598 • 手把手教你如何去安装Keil C51软件？ 1246 • 手把手教你怎样去编译NodeMCU固件呢 1067 • 谁有手把手教你dsp28335案例 5744 • 手把手教你如何复制PCB线路板 5353 • 手把手教你怎样去实现一个嵌入式软件架构的设计 1004 • 手把手教你怎样从ST官网获取标准外设库以及官方例程 1310 • 怎样去设计一种基于STM32的心率检测仪 1066 1个回答

制作前的准备

制作需要的材料

这个小的空气检测仪使用的材料分为4部分也就是主控、传感器还有显示器件，以及部分元器件：

主控：Arduino nano （ATmega 328P）；
元器件 150欧姆的电阻；
元器件 220uF的电容；
传感器 BME280 温湿度气压传感器；
传感器 GP2Y1014AU粉尘传感器模块（PM8）；
显示器件 LCD12864 液晶屏（中文字库带背光，串/并口）；

主控的选择是基于本项目所需要的性能，BME280是通过I2C协议传输数据的，GP2Y1014AU传感器是模拟量，需要使用单片机的AD（模数转换器）来采集数据。屏幕是单片机通过SPI协议进行驱动的，其实也可以使用4/8口的并口来通信，不过在I/O口不是很充足的情况下，SPI也是很好的选择。
硬件接线

屏幕

[tr]LCD12864引脚[/tr]

VDD	VCC(5V)
VSS	GND
BLK	GND
BLA	VCC(5V)
PSB	GND
RS	D8
R/W	D9
E	D3

如图就是SPI的接法，比较推荐，比较节约I/O资源。图中D/I是RS，CS1是PSB。
值得一提的是PSB是用来做串/并模式选择的，我们采用的SPI串行通信，所以这里PSB接低电平（GND），RS是串行片选信号。
温湿度气压传感器

[tr]传感器端口引脚[/tr]

VCC	3.3V / 5V（看具体的模块说明）
GND	gnd
SCL	A5
SDA	A4

GP2Y1014AU粉尘传感器模块

这位作者的讲解比较详细，我就不作赘述。简单的说一下接线吧。
[tr]传感器端口引脚[/tr]

V-LED	VCC(5V)
LED-GND	GND
LED	D13
S-GND	GND
V0	A0
VCC	VCC(5V)

程序驱动

LCD12864 显示驱动

使用LCD12864RSPI的库，用来驱动。

#include

void setup()
{
      LCDA.Initialise();       // 屏幕初始化
}

void LcdDisplay()
{
      LCDA.CLEAR();
      LCDA.DisplayString(0,0,show1,AR_SIZE(show1));                      //0行0列开始显示
      LCDA.DisplayString(0,3,AirQulity,strlen(AirQulity));       //0行3列开始显示
}

温湿度气压 GY-BME 280

简单一些的话，可以考虑使用Adafruit_BME280的库，这个库相当好用。但是，因为和中断有冲突，所以方法不可以直接写在中断定时器里，程序会直接跑飞。

#include
#include

void setup()
{
      bme.begin();
}

void get_BME_Value()
{
  int tempratureValue = (int)(bme.readTemperature()*100);
  int humidityValue = (int)(bme.readHumidity()*100);
  int pressureValue = (int)(bme.readPressure()/100.0F);
  //TODO 写对这些数据的格式化
}

GP2Y1014AU粉尘传感器模块（PM8）

这个需要使用Arduino NANO的AD（模数转换器）来采集数据，采集到数据后通过公式（公式需要进行一定的校准）。大体是基于官方的一张图。

V0产生有效电压的前提是，在第一个脉冲信号0.28ms后，待电平稳定后进行采集。

/**********************************************/
// SHARP　1014　空气传感器（０.８）
//入口函数无
//出口函无
/***********************************************/
void get_AirQulity()
{
  digitalWrite(ledPower, LOW);
  delayMicroseconds(delayTime);
  dustVal = analogRead(dustPin);
  delayMicroseconds(delayTime2);
  digitalWrite(ledPower, HIGH);
  delayMicroseconds(offTime);

  if (dustVal > 36.455)
  {
result = (int)((float(dustVal / 1024) * 737.7) - 16.4); //个人总结
  }

  memset(AirQulity, 0, sizeof(AirQulity));
  sprintf(AirQulity,"%d",result);
  strcat(AirQulity," ug/m3");
  strcat(AirQulity,'');
}

系统结构

在设计这个小系统的时候，我秉持在主循环尽可能少放方法，多使用定时器去驱动事件的运行，一方面是将方法都放在主循环中无法保证实时性，主要原因是有些方法使用**Delay()**做延时，浪费性能且阻塞进程。

#include

void setup()
{
  MsTimer2::set(1000, LcdDisplay);                // 1000ms 触发 LcdDisplay()
  MsTimer2::start();                               //定时2
}

void loop()
{
  get_BME_Value();
  delay(100);
}

总结

一个简单的小产品，希望可以带更多的人，学习嵌入式，了解软硬件间的联系。设计或许还有一些不合理的，有些做法和说明不对的地方，请留言指正。