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[工仪]开源自制的土豪级镀金版空气质量检测仪,设计资料全开放 [复制链接]

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离线saber1023
 

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— 本帖被 青柠 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2019-01-03) —

        之前曾做过一个简单的空气质量检测仪,AirMini。2018年花了半年多的业余时间,做了一款非常精美的镀金版空气质量检测仪 AirDog。并且已将程序和原理图,PCB等设计资料开源, 项目地址在文章最后。可以检测二氧化碳,甲醛,PM2.5/PM10, 温湿度,VOCs等。带iOS & Android App, 可存储高达32GB 传感器数据等。传感器大部分采用进口顶级的高精度传感器,总之就是只考虑精度&奢侈度,不考虑成本。直接上图吧。

         郑重声明:  本检测仪的主板(PCB), 代码(有些模块是采用开源的),结构(外壳), APP, 原理图等都是本人自己做的。某宝的某检测仪跟本人的检测仪外形有点相似, 但是人家所有资料是不开源的。传感器用的一样,所以外形相似而已。我三年前就开始研究了,二年前就已经发表相关文章了。

       更新:  这款空气质量检测仪,跟今明电子合作,放上面: AIR DOG 空气质量检测仪  , 有需要的可以看看。 为做这款检测仪花了将近上万,将近2年。相关功能模块研究了3年。 也算是想弄回点成本。并不是我的店铺,我授权而已。

                      

                     正在充电,拍得较好的一张:
                    

                     拆开磨砂亚克力外壳后的正面:
                      

                     检测仪背面, 默认是带WIFI模块的,ESP8266, WIFI 目前烧写的是机智云的物联网引擎固件。也可以自己改写里面的代码。 我现在已经改了一个版本, 采用自定义的串口协议,更灵活。后面如果点赞数多,帖子火的话,我再把ESP8266里边的代码全开源!!! 大家火速撒币啊,不然贴主木有动力。现在直接用机智云的固件也是可以的,不影响使用。
                    

         很多传感器,比如瑞典的二氧化碳传感器SenseAir S8 0053, X宝220 - 250多元一个,是目前市面能买到的性价比超高的CO2传感器了。
但目前官方没有给出驱动代码,网上搜索也没有。目前本人的驱动应该是少见的公开的。大家可以用我的CO2驱动代码,写得非常清晰易懂的。逻辑结构比较好。 其他的比如VOCs传感器ZM01(国产纬盛的),英国达特甲醛传感器WZ-S, 攀藤PM2.5传感器PMS7003(M), 等很多传感器驱动都公开了。代码结构比较清晰,可以直接拿来用。
                    

                      相关传感器驱动,在项目 :AirDog/Component/Sensor/ 目录里

                      
                     1月1日: 补充 ,弄了个32×40 bit的热成像仪,见帖子: 32x24bit热成像MLX90640, 测测谁在放屁,帮妹子“顶屁”,重口味帖

                      
                      从热成像可以看到,温度传感器的位置的热图像与空气的热成像很接近,热成像中心点测得的温度是15.7'C,  而空气中环境温度最低是12.2'C左右。
                      如果将温度传感器矫正的话,可以与空气温度保持一致。还能看出,温度传感器受主板的温度影响很小。
                      

                     整个主板的温度热成像,开机大概20分钟, 可看出,左下角的充电器电路部分温度与主板温度差明显,但绝对温升不高,充电电路散热还可以。
                     右边是显示屏的接口部分,说明显示屏的功耗和散热还是比较大的。
                    

                      几分钟后主板的温度扩散成像:
                      

                      3D 结构图:
                      

                    AirDog 结构图 右侧面:
                  

                  2.8寸TFT彩色屏幕:
                  

                   背面传感器特写:
                  


   其中 PM2.5/PM10 采用攀藤第7代超薄型PM2.5传感器,厚度仅12mm,有效量程在0-500ug/m3, 分辨率 1ug/m3,一致性为±10%@100~500 ug/m3 或者 ±10 ug/m3@0-100ug/m3, 可大致理解为误差。
  


   甲醛传感器采用英国达特的燃料电池型传感器2FE-5白色款或者黑色款WZ-S。白色款输出信号为电流,还需将其转换成数字信号才行。黑色款已集成信号采集放大电路,输出数字信号,可直连单片机,且已出厂校正。
  


   WZ-S型号甲醛测量范围0.03 - 2ppm, 解析度0.001 ppm, 具体参数如图:
    



   二氧化碳采用瑞典进口的SenseAir 高精度CO2 SenseAir S8 0053 高端传感器,测量范围400 – 2000ppm±40ppm. 扩展范围 0 – 10000 ppm(误差±3%)。X宝价220 – 250元左右。
  


温湿度采用瑞士进口的Sensirion高精度温湿度传感器SHT20, 温度测量范围: -40 ~ 125 ‘C, 解析度0.01 ‘C, 误差±0.3’C;  湿度测量范围: 0 – 100 % RH, 解析度0.04%RH, 误差±3% RH。
    

        VOC传感器采用纬盛的MEMS 微传感器ZM-01, 体积超小,功耗超低(相对于电阻式加热VOC传感器),分辨率0.025 ppm

   采用 日本进口三洋/松下3000mAh大容量锂电池。



功能/特色:
1     高精度进口传感器:PM2.5, PM10, CO2, HCHO, VOC, 温湿度等。
2     系统配置多传感器,包括光照,震动,PCB温度检测等。
3      2.8寸彩色TFT显示屏,彩色屏幕显示。
4      触摸感应,震动感应,光照感应,夜晚智能调整屏幕亮度。
5      5V USB供电外,配置大容量进口锂电池供电,可移动检测空气质量。
6      内置SD卡,标准配置2G SD卡,可存储5年传感器数据,支持高达32GB SD.
7       可连接电脑查看传感器数据,虚拟U盘支持FAT,FAT32,exFAT文件系统
8       支持联机升级固件,支持远程升级固件。
9       配备WIFI模块,支持联网控制功能
10     可选配GPRS模块,可放置在室外,深山老林中远程检测。
11     配置手机端APP, 包括IOS Android版本。
12    支持高达2A快速充电功能,可快速充满电池。
13    保留外置接口,可连接其他传感器,如氧气,一氧化碳等。
14    磨砂亚克力外壳,令人爱不释手^-^
15    黑色镀金版PCB高贵大方,无铅焊锡,元器件符合RoHS要求。



最后是全部资料大放送:
开源地址: 点我:AirDog 空气质量检测仪

原理图:



源程序,使用Keil MDK  5.21 版本编译, O2 最大代码优化等级



PCB: 在上面的github项目里,PCB文件太大,就不放这里了。
补充:PCB文件在github项目里的 doc  文档目录里, 大家自己去下载哈,我就不一一发邮箱了。



      大家即使不想用这个检测仪, 项目源码里也有很多有用的组件,比如虚拟U盘,接上电脑,即可显示U盘。这里显示了2个U盘,一个是4MB左右的SPI FLASH 磁盘,带FATFS文件系统(支持FAT12,FAT16, FAT32, exFAT格式), 另外还有个4GB的磁盘(SD卡),最大可支持32GB.
      

        另外可以把单片机内部剩余不用的ROM虚拟为U盘, 只要把GlobalDef.h头文件里宏使能即可。

        相关的软件组件/模块(均可快速移植,通用):
        1 软件定时模块: os_timer.c/h 文件
        2 SFUD  通用SPI FLASH驱动,可自动识别外接SPI FLASH模块,这是github的开源项目,不是我写的。我移植过来了。
        3 UGUI 超少文件的嵌入式GUI图像界面组件,只需简单的2个文件接口,超好用。 相关文件: ugui.c/h
        4  基于STM32 DMA 的2.8寸TFT屏幕ILI9341芯片驱动, 这个驱动只用到了4根SPI 总线,采用DMA方式传输。节省IO的同时,快速刷新2.8寸TFT界面没任何问题。 这个驱动好像是俄国人写的。我把它移植过来了。
        5 STM32 的寄存器库
        6  SD卡的驱动,移植他人的。直接用寄存器驱动,比较快速,可支持高达32G SD卡,网上的很多代码都支持不了4G以上的SD卡。
        7  移植到STM32F103的uCOS-II, 没有用到,系统是直接裸奔的。需要开启操作系统的话,在GlobalDef.h头文件打开一个宏即可。可在裸奔和操作系统间快速切换,做了代码兼容。
        8 还有缓冲队列,USB库,移植最新版的FatFs文件系统,实时时钟,TFT彩色屏各种驱动等。机智云引擎,自定义的串口协议等。挺多的。代码都写的比较易懂。


             另外:  好像这里回帖一次后要等600秒,所以很多评论,我就没法在大家的评论下一一回复啦,都回复在帖子里了。
             后面帖子火的话,或者大家赞的多,还会继续大放送啊,跟这个项目有关的比如 iOS客户端,安卓客户端代码等。 最近考虑上eLua, 脚本语言,这样大家都可以在上面随便写代码折腾了。 其他的项目也打算公开。 大家不积极的话我就没热情了。







[ 此帖被saber1023在2019-01-04 10:38重新编辑 ]
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厉害!好咚咚,售价几何?
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此贴必火,卖肾来给大神加分。
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火钳刘明。。。。分已加。。。
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原理图,源程序都下载,PCB文件在github项目的哪一个?英文不怎么好
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再增加WIFI模块就是智能产品啦,外壳再设计的漂亮点。就是不知道成本多少,如果性价比好的话,完全可以量产商品化。
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lsen8:厉害!好咚咚,售价几何? (2018-12-29 16:14) 回 lsen8 的帖子

对比淘宝的两款检测仪,目前淘宝只有两款跟我这个能比,一个是960元。一个是99元。 我目前只做了几台。暂时还没卖。大概也是900多的样子
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saber1023:对比淘宝的两款检测仪,目前淘宝只有两款跟我这个能比,一个是960元。一个是99元。 我目前只做了几台。暂时还没卖。大概也是900多的样子 (2018-12-29 20:15) 回 saber1023 的帖子

打错了,另外一款是990元左右
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