#第九届立创电赛#esp32c3多功能气体检测仪

 

1、项目功能介绍

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在寝室中，时常能感受到气温较高/空气不新鲜等问题，基于这些原因，在年初时萌生了设计一个温湿度加二氧化碳传感器的想法，于是购买了对应的模块进行测试，七月份看到盛思锐赞助的立创电赛很符合个人diy的想法，于是就有了本项目。本项目使用esp32c3模组作为主控，通过排母连接sht40，sgp30，bmp280三个传感器模块，能够实现温度，湿度，eCO2（等效二氧化碳浓度），TVOC（总挥发性有机物）以及气压的测量。显示部分使用中景园2.66英寸墨水屏实现

 

2、项目属性

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本项目首次公开，为本人原创，未在其他项目中获奖

3、开源协议

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GPL3.0

 

 

4、硬件部分

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本项目在硬件部分基本等同于一块esp32开发板，外接几个带有独立供电的传感器模块以及屏幕模块。充电部分使用typec接口加tp4056充电芯片，使用单节18650作为供电电池，也可选用软包锂电池等单节锂电池，但需要注意主板上没有任何保护措施，建议购买带有保护板的锂电池。

*实际上可以塞进去两块并联的18650电池，但是第二颗电池会突出一小块，如封面所示，影响美观。

初版硬件电路使用ch343p意图达到自动下载功能，但硬件设计bug导致esp32永远处于下载模式，需要使用手动复位进行下载。开源工程内已修复该问题，原理图参考站内其他开源项目，链接ESP32-C3-MINI开发板 - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)。

本项目使用esp32 c3 mini模组，体积小巧但所有引脚均位于模块底部，没有外露引脚，下面提供一个该模块的焊接方法。

1，使用锡膏和电烙铁，在该模块的焊盘上为外圈引脚上锡，上锡完成后在外圈焊盘上刷上适量助焊剂，同时在中间接地焊盘上挤入少量锡膏（无需融化）

2，将模组置于焊盘之上，利用助焊剂的粘性将模块粘在焊盘上

3，将pcb置于发热板上进行加热，等待助焊剂融化冒烟，锡膏融化后，使用镊子向下按下模组，即可焊接完成。确认是否焊接良好可以在加热时在水平方向上轻推模组进行判断，轻推会自动复位表示焊接到位，推不动代表锡膏还未融化，注意不要大力出奇迹将模组推出焊盘

其余元器件除ch343p外焊接均较简单，此处不再赘述。焊接完所有贴片元件后需要焊接排母及电池座，这里也没什么讲究，需要注意的是屏幕的连接座子一定要垂直焊接，焊歪了屏幕是插不上去的。焊接好所有器件并插入传感器模块后的主板如图

包含的三个传感器均为模块，使用排针与主板连接，其中sht40模块由嘉立创提供，bmp280模块某宝价格三元左右，sgp30模块某宝价格30元左右

该主板螺丝孔位配套中景园2.66inch三色墨水屏模块，可以使用螺丝柱完成装配，这里建议购买m3 10mm长度的螺丝柱以及配套的垫片（注：垫片厚度1mm左右）及螺丝螺母进行装配工作。示例使用18650电池完成，如果使用软包锂电池能减小厚度，利于减小体积。

装配成品如图，有两点需要注意：

1，屏幕和主板之间需要使用一个螺丝柱加一个垫片的高度，缺少垫片会使得螺丝柱高度与排母不同

2，电池建议使用泡棉胶进行固定

 

5、软件部分

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软件部分使用platformio，基于arduino框架进行编写，所有传感器驱动均使用adafruit库，所有传感器使用iic通信，该部分较为简单，调库即可，不需要自己考虑驱动程序，需要注意的是BMP280具有两个iic通信地址，会根据引脚电平不同来进行选择，而adafruit库默认的地址与该模块默认地址不同，可以通过焊接背面的上拉电阻或者初始化时修改地址来解决问题。

屏幕为中景园2.66inch三色墨水屏模块，驱动为ssd1680，使用spi通信。本人仅移植了中景园的demo，使用软件spi控制屏幕（对于本项目来讲已经足够了）。目前实现的效果是每隔三分钟测量一次所有数据并刷新在屏幕上，等待刷新完成后继续休眠三分钟。

本项目硬件上集成了usb转串口芯片，在platformio和arduino环境中可以直接使用typec数据线进行下载。由于没有设计cc电阻，使用双头typec线的话电脑是不认的，请使用A口转typec的线材

理论上来讲能够使用esp32完成网络上报数据或者网络时钟等功能，由于大赛期间本人精力不足及技术水平受限，故没有制作，可能会在以后进行更新。实际上这个屏幕是三色显示的，并且中景园也给出了图片的显示方法，理论上是能够做出更好看的界面的

6、BOM清单

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需要自行购买中景园2.66英寸三色墨水屏模块，sht40,bmp280,sgp30三种气体传感器模块和18650电池，总价约为70-80元左右，其余元器件详见下方bom表。

如果要复刻需要注意所购模块的引脚定义及顺序以及电池正负极方向！！！或是根据所购模块的引脚定义自行修改排母引脚顺序，PCB没有设计任何保护及防反接措施，一旦插反轻则发热重则发光！！！

 

7、大赛LOGO验证

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8、演示您的项目并录制成视频上传

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