#第九届立创电赛#桌面温湿度检测仪复刻项目 - 立创电子设计大赛

主页 >

韩超

赛事

版本协议

GPL 3.0

描述

注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ * 1、项目功能介绍 在物联网技术日益普及的今天，环境温湿度监控成为众多行业不可或缺的一环，如农业大棚、智能家居、仓储管理等。为了深入理解并实践温湿度检测技术，我参加了嘉立创举办的温湿度检测仪训练营，通过系统化的学习和实践，成功复刻了一款高精度的温湿度检测仪。（采用的温湿度传感器为盛思锐的SHT40传感器） 可实现的功能：温湿度检测，电量检测 *2、项目属性 项目属于新手区，原理图和PCB均借鉴立创EDA平台，由本人亲手绘制，程序也借鉴的官方源码，在官方源码上修改后，程序也可以正常烧录。 * 3、开源协议 开源协议采用GPL 3.0 请在竞赛阶段填写 ↓ *4、硬件部分 硬件部分分为原理图及PCB绘制部分以及外壳设计及面板设计部分。 1）原理图及PCB绘制部分： 原理图部分包括主控电路、晶振模块、SHT40温湿度传感器、三态输出8位移位寄存器、唤醒按键、测试LED、两节5号电池盒+防反接保护、共阴极3位数码管、SWD下载调试接口、M3螺孔等部分。详情见下方原理图，想亲自绘制原理图及PCB的小伙伴们，可以在B站上关注立创EDA，看相应的温湿度检测仪的硬件视频去学习。 M3螺孔 在原理图设计上，增加了四个M3螺孔，便于固定，可以为它设计相应的外壳，也可以通过两个电路板间通过M3螺丝为其临时固定，使其能够稳定放在桌面上。示意图如下： <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/f3892d97fb1d4291857a8fdcce5354aa.jpg" alt="" width="1872" height="1141"> <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/e69694741d5c438db72f93444926a455.png" alt="电子设备中度可信度描述已自动生成"> <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/25e6caa8ddfc4c9483352f9156f303ec.png" alt="卡通人物中度可信度描述已自动生成"> 温湿度传感器 采用盛思锐的SHT40温湿度传感器，精度高，可实时检测温湿度变化。 在项目中，SHT40采用IIC进行通信，模块上R1、R2是IIC通信的上拉电阻，起到“线与”的作用，支持挂载多个设备。 <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6b21a37b2e0149ec8cff5ab3bdf834f6.png" alt="图示描述已自动生成"> 注意传感器安装方向！！！如果安装方向错误，可能使传感器损坏。 安装时需要让引脚一一对应，再进行安装。如：SDA--SDA,GND--GND等。 <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/3370653051684e3d96bb64dbb3c2bc2a.jpg" alt="" width="1508" height="839"> 安装后示意图。 <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/c1928f05d89e44b4bf244e26e739efcf.jpg" alt="" width="1872" height="1141"> 2）外壳设计及面板设计部分： 外壳及面板均在嘉立创EDA专业版上进行设计，需要的可自行到附件中下载。 面板3D正面预览图： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/aa619921c1034e9c9d279e99a86073b4.png" alt="图形用户界面, 应用程序描述已自动生成"> Tips： 1.数码管采用共阴极3位数码管，也可采用共阳极3位数码管。不过共阳极3位数码管需要在程序中对段码进行更改，在附件中会有相应的代码提供参考； 2.在复刻时，需要注意封装尺寸； 3.数码管上有一层塑料膜，可以防止数码管表面被划伤，在焊接前，不要撕掉塑料膜，焊接后，可根据自己的需要保留或撕掉塑料膜。 4.如果是用电烙铁焊接，焊接顺序建议先焊接贴片元件，可以先从内部的主控芯片STM32G030K6T6焊接，再一步步往外焊接贴片元件。最后焊接数码管，排针等插件。（数码管，排针引脚过长，当焊接完后，需剪短引脚，否则会影响电池底座的安装，后续会对PCB进行调整，使其便于安装） 注：请前往<a style="color:#7e8c8d" href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 *5、软件部分 对代码的功能介绍： 1）官方源码及相应功能：（睡眠模式+按键触发+未启动电量检测） 主控采用STM32G030K6T6，采用嘉立创官方源码，程序烧录进后，硬件工作正常。当按键按下，会依次显示温度、湿度，循环两次，之后数码管熄灭。 当不按按键时，温湿度检测计处于睡眠状态，数码管不显示，大大提高待机时间，节省电池电量。 2）修改后的代码1 及相应功能：（睡眠模式+按键触发+启动电量检测） 程序烧录后，硬件工作正常。当按键按下，会依次显示温度、湿度，电量，循环两次，之后数码管熄灭。 当不按按键时，温湿度检测计处于睡眠状态，数码管不显示，大大提高待机时间，节省电池电量。 3）修改后的代码2 及相应功能：（运行模式+无须按键触发+启动电量检测） 程序烧录后，硬件工作正常。温湿度检测计一直处于运行状态，无须按键按下，会依次显示温度、湿度，电量，之后一直循环显示。（直至电池电量耗尽） 修改部分讲解： 代码部分是在桌面温湿度仪项目文档中的综合案例进行修改，零基础的小白可以先看一下桌面温湿度仪项目文档，再看相应修改。 桌面温湿度仪项目文档综合案例链接：<a href="https://www.yuque.com/wldz/jlceda/ul1wcz7n5dgt6s60" target="_blank">8-综合案例 (yuque.com)</a> 1）代码1修改部分：（基于综合案例修改） 代码1修改思路： 与综合案例相比，多了电量检测功能，所以需要引用ADC，在main函数中先要定义一个变量，存放电量检测的值，之后进行ADC校验，使测得的电池电压更精准，在while循环里调用Get_VolValue()函数，目前得到的值value只是1颗5号电池的电压，为了得到总电压，需要*2；*100是为了方便在数码管上显示。 ShowNum2（）函数是为了解决温度和电量混淆问题，温度和电量虽然是先后显示的，但是如果同用ShowNum（）函数，第一个数码管的小数点始终在第二个数后显示，可能引起混淆，所以电量检测时，用ShowNum（）函数，使第一个数码管的小数点在第一个数后显示。 SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,(sgh_value[value]|0x80)); //0x80表示共阴极数码管小数点 帮助理解： 0x80：这是一个十六进制数，等价于十进制的 128。在二进制中，它表示为 1000 0000 因此，sgh_value[value]|0x80 的操作是将 sgh_value[value] 的值与 0x80（即二进制 1000 0000）进行位或操作。这意味着无论 sgh_value[value] 的原始值是什么，其结果在最高位（最左侧的位，假设是8位或更长的二进制数）上都会被设置为1，而其他位则保持 sgh_value[value] 中相应位的值，或者如果 sgh_value[value] 在这些位上有1，则这些位也会被设置为1。 main.h中 <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/4acb6a2f35c04b9fbb25dfee93653061.png" alt="文本描述已自动生成"> 找到这个结构体，在uint16_t Humi;下再定义一个变量Val，如上图所示。 uint16_t Val; main.c中 <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/d416b4e02bb443b69d309856060dd6ca.png" alt="文本描述已自动生成"> 1.首先定义变量value； float value = 0; 2.在关闭数码管显示后增加ADC校准函数； HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1); //ADC校准 3.在while（1）中调用Get_VolValue()函数，将值赋给value,再将得到的value进行处理赋给device_paramter.Val； value = Get_VolValue(); device_paramter.Val = (uint16_t) (value * 100) * 2; tim.c中 <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6af9f3b35f394a498a9e130340e6fbe5.png" alt="文本描述已自动生成"> 1.在else if(updata_flag <= 10000)结束，else开始前，增加如下代码： else if(updata_flag <= 15000) { ShowNum2(1,1,(device_paramter.Val/100)); ShowNum2(1,2,(device_paramter.Val / 10 % 10)); ShowNum2(1,3,device_paramter.Val%10); } gpio.c中 <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/85e4c3c482c046d4b8c36b406fe67e0c.png" alt="图形用户界面, 文本, 应用程序描述已自动生成"> <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/98b0c9b0b387451f866fb843d1db9107.png"> 1.在ShowNum（）函数后增加ShowNum2（）函数，代码如下： void ShowNum2(uint8_t row, uint8_t column, uint8_t value) { if(row == 1) { switch(column) { case 1: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFE); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,(sgh_value[value]|0x80)); break; case 2: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFD); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[value]); break; case 3: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xFB); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,sgh_value[value]); break; default: break; } SysCtlDelay(1000); SN74HC595_Send_Data(SN_LED1,0x00); } else { switch(column) { case 1: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xF7); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,sgh_value[value]); break; case 2: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xEF); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,(sgh_value[value]|0x80)); break; case 3: SN74HC595_Send_Data(SN_DIG,0xDF); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,sgh_value[value]); break; default: break; } SysCtlDelay(1000); SN74HC595_Send_Data(SN_LED2,0x00); } } gpio.h中 <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/d02801d4f51f43f087a71c3d18ae6aa4.png" alt="图形用户界面, 文本, 应用程序描述已自动生成"> 1.在Shownum后声明Shownum2函数： void ShowNum2(uint8_t row, uint8_t column, uint8_t value); 2）代码2修改部分：（基于代码1修改） 代码2修改思路： 在代码1的基础上，不进行按键触发，没有休眠状态，一直运行。注释或删去关于休眠状态的代码，使其一直运行，循环执行读取温湿度及电量检测。 tim.c中 修改后，如图所示： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/78c43e071296420a9d97d7518146a6c4.png" alt="文本描述已自动生成"> main.c中 修改后，如图所示： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/868f67f47d784c19aaeb21b7e24c6a3b.png" alt="文本描述已自动生成"> 3）共阳极数码管修改部分：（基于综合案例修改） 共阳极数码管修改思路： 共阳极和共阴极显示相同数字所需段码相反，需把段码取反。 如果对共阳和共阴数码管段码是怎么改的，可以参考下面的博客 <a href="https://blog.csdn.net/OMGMac/article/details/117952397" target="_blank">共阳和共阴数码管详细段码(带图)_共阳数码管段码表-CSDN博客</a> <a href="https://blog.csdn.net/qq_44824148/article/details/105561754" target="_blank">共阳极、共阴极数码管编码表（0~9、A~P……全亮）_共阳极数码管显示0～9对应的段码-CSDN博客</a> main.c中 修改后，如图所示： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/c6525383790443aab01aef986ec3ff9f.png" alt="文本描述已自动生成"> tim.c中 修改后，如图所示： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6c7dc3a7822f4462bebfd18e123ad9bf.png" alt="文本, 信件描述已自动生成"> gpio.c中 修改后，如图所示： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/85b1c470aad94f5fad0c1546b2154b70.png" alt="文本中度可信度描述已自动生成"> <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/92ffb66e68694e9b93c386e7f85fa2ab.png" alt="图形用户界面, 文本, 应用程序描述已自动生成"> <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/6d035e38b6d1447c93c550f6c1781c2c.png" alt="图形用户界面, 文本, 应用程序描述已自动生成"> Tips： 1.电池电量显示可能存在问题，目前还不知道怎么解决，欢迎小伙伴们在下方留言； 2.代码如何烧录，可看立创EDA的温湿度检测仪的软件视频去解决，后续会将本人如何烧录的过程补充进去，如果还未解决，欢迎小伙伴们在下方留言； 3.如果采用共阳数码管，需要对代码进行修改，详细代码在附件； 4.工程源码在附件中，小伙伴们按需下载。 注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 *6、BOM清单 请输入内容… 注：项目涉及的BOM清单。在<a style="color:#7e8c8d" href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 *7、大赛LOGO验证 电路板： <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/70557db82f1144e1ace703f6b21dcaf7.jpg" alt="图片包含游戏机, 电子, 电路描述已自动生成"> <img style="max-width:100%" src="//image.lceda.cn/oshwhub/fdb776e70a8e4a4693a9d43309587ee2.jpg" alt="卡通人物中度可信度描述已自动生成"> 面板： <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/70dd1c807160422a884805f586ceb09c.jpg" alt="" width="1872" height="1173"> 请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。 点击zip下载大赛logo标识！ <a style="color:#7e8c8d" href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a> 8、附件说明 1.zip中是综合案例中的官方源码； 2.zip中是修改代码1，与官方源码比，启用了电量检测功能； 3.zip中是修改代码2，与修改代码1比，无须按键触发，循环执行温湿度检测及电量检测功能； 4.zip中是修改代码3，与官方源码比，可让共阳数码管显示； 5.zip中是修改代码4，与官方源码比，可实现当显示温度时，由74HC595控制的led同时亮起，当显示湿度时，led熄灭。 9、复刻说明 目前3D外壳设计，存在问题，需要修改，正在修改中。若只复刻电路板，可以采用附件的pcb文件进行下单。 * 10、演示您的项目并录制成视频上传 视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内； 视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。 <a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情＞</a>

文档

BOM

暂无

附件

附件名	下载
1.zip
2.zip
3.zip
4.zip
5.zip
BOM_Board1_温湿度检测仪_SCH_2024-07-25.xlsx
Gerber_温湿度检测仪_PCB_2024-07-25.zip
Panel_Panel_1_2024-07-25.epanm
演示视频.mp4