1.简介

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：

（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立创EDA专业版进行原理图 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**C、C++**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。

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：

（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。

1.3 下图为本项目各个模块的渲染图介绍

图1.1 FishTank_Shell

（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。


图1.2 FishTank_CircuitBoard

（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。


图1.3 FishTank_CircuitBoard背面图

 

图1.4 FishTank_CircuitBoard正视图

1.4 模块参数

（1）输入电源：使用DC5.5-2.1&USB接口线输入的5V标准电压，输入功率建议大于10W
（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

2.1 原理图设计与PCB设计

（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

2.2 主要模块的选型

（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）

注意事项：

（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

3.1 软件设计说明

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

代码下载：Github

4.外壳设计

4.1 外壳设计说明

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

主控板外壳下载：Thingiverse-Fish tank shell

投食器外壳下载：Thingiverse-Fish tank feeding motor shell

透明亚克力保护壳下载：FishTank_Transparent acrylic board 提取码：uxx4

5.使用测试与说明

5.1 使用测试与说明

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

5.2 测试视频在文章末尾

补充

（1）本项目遵循GPL 3.0协议，不得尚自商用收费！

（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：

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