一氧化碳浓度检测数显警报仪

一、产品简介

基于STM32F103C8T6单片机设计的一款DIY低成本的一氧化碳浓度检测数显警报仪，该数显警报仪实时监测监控显示封闭或半封闭环境中一氧化碳的浓度，并根据设定的浓度上限进行警报及排气工作，且支持串口数据打印功能便于进行数据传输。

二、应用场景

DIY、批量性产品，适用于办公室、卧室、客厅、实验室、工厂等任何需要实时检测显示一氧化碳的浓度的场合。

三、产品概述

该一氧化碳浓度检测数显警报仪使用STM32F103C8T6作为主控，使用MQ7传感器采集所处环境中的一氧化碳的浓度，体积小巧，功耗低，待机运行功耗最大200mA，使用type-C接口，仅需要5V500mA（含继电器闭合功耗及蜂鸣器功耗）及其以上电源供电即可，使用方便。

MQ-7可以检测空气中的一氧化碳（CO）浓度。使用MQ-7作为采集一氧化碳的浓度的传感器，MQ-7采用半导体气敏元件来检测CO的气体浓度，其灵敏度高、反应速度快、响应时间短、成本低廉等特点使得它被广泛应用于智能家居、工业自动化、环保检测等领域。MQ-7模块的工作原理基于半导体材料在气体作用下发生电学性质的变化，通过测量这种变化来检测气体浓度。具体来说，MQ-7烟雾传感器内部有一块小小的加热器，通过电流加热，使得传感器的工作环境温度升高，同时加速气体分子的运动。模块中的半导体气敏元件表面涂有一层特殊的金属氧化物，当在特定温度下，空气中的CO气体与金属氧化物接触时，会发生氧化还原反应，使得金属氧化物表面的电阻发生变化，当空气中的CO浓度增加时，电阻减小，从而输出一个模拟信号。

使用STM32F103C8T6作为微处理器，通过微处理器自带的ADC模数转换功能采集MQ-7传感器输出的模拟信号并将其转换为数字信号并进行相应的数据处理。为了可以使用户实时了解当前环境的一氧化碳的浓度，特设计板载数码管显示电路，可以将最终将微处理器处理后的一氧化碳的浓度数据使用其显示出来，为便于用户进行数据传输亦板载USB转TTL通信电路可以将当前环境的一氧化碳的浓度数据直接传输至PC终端，可以实现与PC端串口调试助手数据信息打印功能。

板载锂电池充放电管理电路（注意锂电池的正负极，严禁反接）支持设备短时间断电不间断运行检测，设计有自定功能按键，固件公开，源码公开，用户及学者可自行定义按键功能，板载运行状态指示灯，设备正常运行时该指示灯以1秒的频率进行闪烁。

综上可方便准确的测量所处环境的一氧化碳的浓度数据，板载蜂鸣报警电路及继电器电路，固件中可自主设定一氧化碳的浓度的预警上限值，达到该值时会进行蜂鸣告警同时闭合继电器（继电器可控制排气扇进行排风换气工作），部分电路增加相应的端口保护电路，有良好的安全系数，成本低，适用范围广，任何需要实时检测显示一氧化碳浓度的场景都可以使用，设计有固定孔，安装操作方便，适用于展会演示、实验室、工厂及用户！

图示为最终版本，基于STM32F103C8T6单片机设计的一款DIY低成本、具有串口数据打印功能、实时检测显示数据的一氧化碳浓度检测数显警报仪。

四、产品参数

（1）PCB尺寸：75mm*80mm，2层板，PCB厚度1.6mm，有铅喷锡

（2）输入电压范围：5±0.1V

（3）输入电源带载能力：最小500mA（不含给锂电池充电电流）

（4）输出信息电平信号：5V

（5）测量范围：0-99.99ppm

（6）运行下整体待机功耗：约185mA

（7）告警状态下整体功耗：约260mA

五、使用说明

在type-c直接接入5V电源，type-c既是供电输入口也是数据传输通道。

显示屏显示数据如下：

数据信息为：当前环境下一氧化碳浓度检测数显12.61ppm。

在PC端打开串口调试助手，配置如下图（波特率为9600，数据位为8，停止位为1，无校验位），从下图可见串口调试助手接收区接收到的数据如下图。

六、备注

1.本模块下载程序固件方可正常进行使用，程序使用keil V5编写，程序下载工具使用ST-LINk进行烧录，固件详见附件“一氧化碳浓度检测数显警报仪固件”文件夹，如需源代码进行二次开发或者学习，详见附件“一氧化碳浓度检测数显警报仪源代码”文件夹，固件及源代码设定的一氧化碳浓度报警上限为20ppm，如需其他数值，可自行修改，欢迎各位在评论区交流学习。

2.本模块的物料成本在50元左右，物料的详细信息和参考购买链接在附件“配件购买参考链接”中查看。

3.本模块的提供了元器件名称图及丝印图，方便读者进行焊接及问题排查。 

4.若客户需要对该设备进行固定操作，该设备模块提供了安装固定孔，详见附件“安装孔位图”，该图纸比例为1:1。

七、演示视频

演示视频如下：

一氧化碳浓度报警上限为20ppm，当超过20ppm时，蜂鸣报警同时继电器闭合。