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WIFI七合一空气质量检测(含甲醛)

前世今生 发布于2024-07-05 17:31:21 CC BY-NC协议 分类:智能家居 侵权投诉
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简介:

基于ESP12F单片机设计的一款空气质量检测小工具,集CO2,甲醛,TVOC,PM2.5,PM10,温度,湿度于一体,带电池带外壳,支持WIFI联网,可远程查看/设置甲醛数据。

应用场景:

DIY、批量性产品,适用于办公室、卧室、客厅、实验室、工厂等需要实时检测显示空气质量,甲醛浓度的场合

一、产品简介

基于ESP12F单片机设计的一款空气质量检测小工具,集CO2,甲醛,TVOC,PM2.5,PM10,温度,湿度于一体,带电池带外壳,支持WIFI联网,可远程设置空气质量报警参数,查看空气质量数据。

二、应用场景

DIY、批量性产品,适用于办公室、卧室、客厅、实验室、工厂等需要实时检测显示空气质量的场合。

三、产品概述

1.该空气质量检测仪使用ESP12F作为主控,使用七合一空气质量检测模块检测所处环境中的CO2,甲醛,TVOC,PM2.5,PM10等的浓度,以及温湿度值。

2.带电池,电路中设计了充电电路及电源路径管理电路,外接电源时切断电池供电,只使用外部电源供电,节省电池电量。使用USB Type-C接口进行充电,USB口使用了2个5.1k电阻,用以诱骗快充充电器供电,否则只能使用只支持5V的充电器。

3.电池为单片3.7V聚合物锂电池,充电3小时,持续放电5小时左右。使用了一个电源开关,在不用时关闭电源,节省电池电量。

4.使用了自恢复保险丝及SMAJ5.0CA 贴片TVS瞬态抑制二极管,在输入电压异常时将电压钳位在5V,从而保护后继电路免遭异常过压的损坏。

5.使用2.8寸TFT IPS全视角液晶屏,显示WIFI连接状态,电池电量状态。

6.屏幕使用FPC插接款,既方便安装又节省空间。

7.使用网页配网,网页配置WIFI及MQTT参数,支持通过web上传固件及文件系统。连接WIFI后,使用MQTT协议进行数据上传及参数设置,MQTT没有绑定具体的某个平台,开放MQTT参数配置,可以自定义MQTT服务器参数。

8.支持OTA在线升级固件

9.支持LittleFS文件系统,可以掉电保存各指标修正值参数。

10.可在手机端查看各种指标值以及各修正值参数,并可设置各修正参数。安卓手机端MQTT客户端使用 IOT MQTT Panel,在附件中可下载。

11.上电启动时,当WIFI未初始化(用户名、密码为空),会在等待1秒后自动进入网页配网界面。客户端ID与MAC地址关联,第一次初始化时,客户端ID自动设置为MAC地址。网页配网页面,现已支持通过web上传固件及文件系统。用于刷固件变砖的恢复。已支持HomeAssistant MQTT自动发现,可以使用MQTT集成,方便的进行控制。使用MQTT遗愿参数设置了设备在线状态。

12.元件大概成本(除去PCB费用)200元以内,主要是七合一传感器/显示屏/电池/ESP12F这4个比较贵,占去185块。

13.安卓手机APP配置好后的界面

WIFI七合一空气质量检测(含甲醛)硬件项目图1


四、产品参数

1. PCB尺寸:52mmx79mm,2层板,PCB厚度1.6mm,有铅喷锡

2.输入电压:5V

3.输入电源带载能力:1A

4. WIFI参数:只支持2.4G WIFI,不支持5G WIFI

5.七合一检测模块测量分辨率/范围/精度

WIFI七合一空气质量检测(含甲醛)硬件项目图2


五、使用说明

1.整体流程

PCB元件焊接--程序下载--手机配网--手机安装配置MQTT客户端

2.程序下载

下载附件中的源码,使用vscode编译下载;或者使用ESP8266 FLASH DOWNLOAD TOOL工具下载.bin固件。

以下为vscode下载示例

A.   把USB转TTL串口线按PCB上的丝印所示位置(注意RX/TX需要交叉接线)连接到PCB和电脑,并打开模块的电源开关(此时充电指示灯会亮红色,说明开关已经打开)。

B.   根据USB口不同,可能需要修改一下platformio.ini文件里面的COM30,改成你自己的COM口。

WIFI七合一空气质量检测(含甲醛)硬件项目图3


查看COM口方法:

WIFI七合一空气质量检测(含甲醛)硬件项目图4


C.   在vscode里面打开文件 src/main.cpp,并点击PlatformIO:Upload

D.   因本软件使用了LittleFS文件系统,因此还需要给ESP12F安装文件系统。依次点击如下1、2、3、4按钮。

E.   进行到D步固件已经安装完成,然后拿掉USB串口线,GPIO0跳线,UART重新跳线到甲醛模块,开关关闭重新打开,即可进行下一步的手机WEB配网操作

3.手机配网

烧录程序后,模块重新上电。

此时设备会生成一个配网用的软件AP热点,参数如下:

IP:192.168.4.1

ssid:qwer

password:asdfghjkl

 

用手机连上这个WIFI以后,在手机浏览器输入 http://192.168.4.1 进入配网的网页,可以设置上网WIFI的ssid和password,还有MQTT服务器的参数。

 

MQTT服务器参数示例:

host:broker-cn.emqx.io (有很多免费的MQTT服务器,可以自行百度使用方法,也可以使用源码中默认的服务器参数)

port:1883

topic:xybsmartsocket/xxxxxxxx (xxxxxxxx这几个字符非常重要,一定要复制下来,后面设置手机APP需要用到******)

OTA固件链接:http://x.x.x.x /aircheck.bin (你可以把固件编译好以后上传到自己的服务器,供设备升级。可以是网站或者是你的本地共享文件路径,上传好以后一定要打开浏览器实际测试一下,看看这个固件地址是不是能正常下载。) 

设置好以后,设备自动重启,再次进入启动流程。

4.手机安装配置MQTT客户端

安卓手机安装好附件"安卓端APP_IoT MQTT Panel.zip"中的 APP后,打开APP,具体操作参考演示视频。

 

六、备注

1.本模块下载程序后方可正常使用,程序使用Vscode+Platformio编写,下载使用TTL串口工具。固件详见附件“bin固件.zip”压缩包,源码详见附件:“七合一空气质量检测源码_20240703.zip”。

2.显示屏及七合一检测模块购买连接在附件“显示屏及七合一空气模块购买连接.zip”中查看。

3.复刻难点:MQTT配置,MQTT服务端配置

本项目方便了用户自定义MQTT参数,但同时也给没有接触过MQTT的伙伴造成一定难度,有MQTT服务器配置及Vscode+Platformio使用等相关经验的人,可以尝试复刻。

没有相关经验,又想复刻的可以发挥自己的学习能力,补上自己的短板,再来复刻。


七、演示视频

以下为下载好程序,配网成功,重新上电后,手机端修改校准值视频。




空气质量 甲醛测试 温度 湿度 ESP8266
最近更新时间 2024-07-05 17:31:21
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