#第九届立创电赛#温湿度检测仪477148A - 立创电子设计大赛

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第九届立创电子设计开源大赛

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#第九届立创电赛#温湿度检测仪477148A

创建时间：4个月前

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描述

注： 为必填项 请在报名阶段填写 ↓   <h3 style="line-height: 1.8;"> 1、项目功能介绍</h3> <hr />     本台式温湿度检测仪由显示板和底座两部分组成，显示板包含了LED灯及TM1628集成电路，底座包含了主控芯片、温湿度传感器、18650锂电池及充电控制芯片组成，两部分通过PCB板拼焊连接。     底座选用STM32L030K6核心板作为主控芯片，使用了SHT40温湿度传感器芯片来采集环境温湿度数据。供电部分采用18650锂电池，同时添加了TP4056锂电池充电管理芯片。     为了能有较大的显示面积，显示板没有选择常用的数码管，而是直接使用LED灯构成笔划来显示数值，整个显示面板达到10060mm，显示板由焊接LED的底板、由PCB开槽构成的隔光板和半透明的PVC面板构成。可以显示42位数字，分别显示温度和湿度数值。LED驱动采用TM1628集成电路，可以减少单片机的编程。   <h3 style="line-height: 1.8;">2、项目属性</h3> <hr /> 电路图及PCB全部系自行设计和首次制作，并未在其他场合发布。     <h3 style="line-height: 1.8;"> 3、开源协议</h3> <hr /> GPL3.0开源协议   注：利他即利己，请认真阅读下述内容。 <ol style="line-height: 1.8;"> <li style="line-height: 1.8;">拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</li> <li style="line-height: 1.8;">2、若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能； </li> <li style="line-height: 1.8;">项目应选择适合自己的<a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank" rel="noopener">开源协议</a>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</li> <li style="line-height: 1.8;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</li> </ol>   请在竞赛阶段填写 ↓   <h3 style="line-height: 1.8;">4、硬件部分</h3> <hr />     本温湿度计由底板和面板构成，面板由59颗LED和TM1628控制芯片以及相应的外围电路组成，其它的器件则全部安排在底板上。两块板子相对独立，面板作为八位七段的数码管，可以作为信息显示使用，而底板也可以将传感器的数据发送到其它的显示装置上。两块板子通过焊盘绞接焊接成L型结构，以便放置在桌面上。整个装置没有外壳，线路板及元件全部裸露，方便温湿度传感器的检测，同时线路板上闪烁的LED灯在夜晚时也可以添加室内的氛围。     面板上由28颗蓝色的LED组成四位七段的模拟数码管用于显示温度，显示湿度则使用28颗绿色的LED，这56颗LED全部由TM1628芯片控制，另外显示小数点及零下温度的负号LED则由单片机直接控制。这些LED全部焊接在面板的正面，TM1628控制芯片及外围电路则安排在面板的背面。面板上覆盖了一块由槽孔构成的遮光板，面板上的LED正好镶在遮光板的槽孔中，避免相邻的LED串光。遮光板上面再覆盖了一层半透明薄膜，以便获得更好的视觉效果。     SHT40温湿度传感器安排在靠近锂电池负极的PCB边缘，并有槽孔与锂电池负极的PCB板分隔，尽量减少板上的其它器件发热对温湿度传感器的影响。     焊接SHT40温湿度传感器是我本次制作的重中之重，前面说过，此传感器体积很小，引脚间隔也很小，很容易引起连锡造成短路，因此在焊接时我特别重视。     我先用锡浆点在焊盘上，然后用棉签将锡浆涂匀。最后在放大镜下检测，棉签上的许多棉花纤维遗留在焊盘中，于是只好擦除干净，重新用无纺布来涂抹锡浆，让焊盘上保留少量且均匀的一层薄薄的锡浆。为了稀化锡浆，我还加上了少许焊油。     锡浆涂抹好之后，我将传感器对准焊盘放好，然后用热风枪在PCB板的背面加热，直至锡浆熔化，然后点些焊油，再用擦拭干净的刀头烙铁蘸少许焊锡来加固传感器的引脚，最后再用洗板水清洗干净焊油。     开始我还担心焊接失败，先后买了三个SHT40传感器以备不测。幸好这是焊接一次成功，没有出现问题，这也增添了我对焊接密集引脚的贴片元件的信心。   <h3 style="line-height: 1.8;">5、软件部分</h3> <hr />     软件部分主要由三部分组成，即SHT40温湿度传感器数据采集、TM1628 LED显示驱动、以及控制部分的代码。 SHT40温湿度传感器数据采集     SHT40温湿度传感器采用的是I2C通讯，我开始是准备使用硬件I2C的，但是在电路设计时将SDA的SCL两个引脚弄反了，以至无法直接使用硬件I2C。由于飞线挺麻烦的，我只好改用模拟I2C，这样可以根据实际情况来确定引脚的功能。 TM1628 LED显示驱动     前面提到过，我选用的是TM1628芯片，利用其7位10段的显示模式，将段和位互换，模拟成10位7段的显示模式。按照数据手册的要求，如果段、位不变的情况下，只需要将要显示字模拆分成低四位和高四位，分别写入对应的偶数位地址和奇数位地址，此时外接的是共阴极数码管。而我将段、位互换后，则要将显示的字模按位拆分写入到7个偶数位的地址中，这样外接的是共阳极数码管，相对而言，数据处理就更加复杂些。所以说，我应该选用TM1639芯片，使用其8段8位的显示模式，这样驱动程序的编写和调试就会更简单些。 控制部分的代码     控制部分的代码相对简单，都是一些常规的操作，编写和调试过程没有什么曲折。而且限于时间紧迫，其中的ADC电压检测和按键的代码还在测试完善过程中。 <h3 style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr /> <table width="1566"> <tbody> <tr> <td width="47">No.</td> <td width="79">Quantity</td> <td width="144">Comment</td> <td width="144">Designator</td> <td width="144">Footprint</td> <td width="144">Value</td> <td width="144">Manufacturer Part</td> <td width="144">Manufacturer</td> <td width="144">Supplier Part</td> <td width="144">Supplier</td> <td width="144">LCSC Stock</td> <td width="144">LCSC Price</td> </tr> <tr> <td>1</td> <td>2</td> <td>100nF</td> <td>C1,C105</td> <td>C0805</td> <td>100nF</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>2</td> <td>3</td> <td>10u</td> <td>C101,C102,C103</td> <td>footprint_e305</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>3</td> <td>1</td> <td>100uF</td> <td>C104</td> <td>CAP-TH_BD5.0-P2.00-D0.5-FD-A</td> <td>100uF</td> <td>103EC009</td> <td>KNSCHA(科尼盛)</td> <td>C2831778</td> <td>LCSC</td> <td>1332</td> <td>0.10948</td> </tr> <tr> <td>4</td> <td>2</td> <td>排针1x15P 2.54mm</td> <td>H101,H102</td> <td>HDR-TH_15P-P2.54-V-M</td> <td> </td> <td>排针1x15P 2.54mm</td> <td> </td> <td>C54102</td> <td>LCSC</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>5</td> <td>31</td> <td>LED_0805-B</td> <td>LED0,LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED6,LED7,LED8,LED9,LED10,LED11,LED12,LED13,LED14,LED15,LED16,LED17,LED18,LED19,LED20,LED21,LED22,LED23,LED24,LED25,LED26,LED27,LED28,LED58,LED104</td> <td>LED_0805</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>6</td> <td>30</td> <td>LED_0805-G</td> <td>LED29,LED30,LED31,LED32,LED33,LED34,LED35,LED36,LED37,LED38,LED39,LED40,LED41,LED42,LED43,LED44,LED45,LED46,LED47,LED48,LED49,LED50,LED51,LED52,LED53,LED54,LED55,LED56,LED57,LED102</td> <td>LED_0805</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>7</td> <td>2</td> <td>LED_0805-R</td> <td>LED101,LED103</td> <td>LED_0805</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>8</td> <td>4</td> <td>CONN-SMD_4P_2.54</td> <td>P1,P2,P101,P102</td> <td>CONN-SMD_4P_2.54</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>9</td> <td>1</td> <td>2N3904S-RTK/PS</td> <td>Q101</td> <td>SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-TR</td> <td> </td> <td>2N3904S-RTK/PS</td> <td>KEC</td> <td>C18536</td> <td>LCSC</td> <td>3106</td> <td>0.073473</td> </tr> <tr> <td>10</td> <td>1</td> <td>AO3401A</td> <td>Q102</td> <td>SOT-23_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR</td> <td> </td> <td>AO3401A</td> <td>AOS</td> <td>C15127</td> <td>LCSC</td> <td>35720</td> <td>0.346743</td> </tr> <tr> <td>11</td> <td>12</td> <td>10k</td> <td>R0,R8,R102,R103,R105,R106,R110,R111,R113,R115,R116,R117</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>12</td> <td>7</td> <td>100</td> <td>R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>13</td> <td>5</td> <td>3k</td> <td>R9,R10,R107,R112,R118</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>14</td> <td>2</td> <td>0.4</td> <td>R101,R109</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>15</td> <td>1</td> <td>1.2k</td> <td>R104</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>16</td> <td>1</td> <td>680</td> <td>R108</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>17</td> <td>3</td> <td>5.1k</td> <td>R114,R119,R120</td> <td>footprint_6eea</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>18</td> <td>2</td> <td>Key_SMD_6x6x6.5</td> <td>SW101,SW102</td> <td>SW-SMD_4P-L6.0-W6.0-P4.50-LS9.0-2</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>19</td> <td>1</td> <td>TM1628</td> <td>U4</td> <td>SOIC-28_L18.0-W7.5-P1.27-LS10.3-BL</td> <td> </td> <td>TM1628</td> <td>TM(天微)</td> <td>C37175</td> <td>LCSC</td> <td>0</td> <td>1.3473</td> </tr> <tr> <td>20</td> <td>1</td> <td>TP4056D</td> <td>U101</td> <td>ESOP-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS6.0-TL-EP</td> <td> </td> <td>TP4056D</td> <td> </td> <td>C9900006240</td> <td>LCSC</td> <td> </td> <td> </td> </tr> <tr> <td>21</td> <td>1</td> <td>SHT40A-FD1B-R3</td> <td>U103</td> <td>DFN-4L1.5-W1.5-P0.80-TL-EP</td> <td> </td> <td>SHT40A-FD1B-R3</td> <td>Sensirion(瑞士盛思锐)</td> <td>C7461848</td> <td>LCSC</td> <td>0</td> <td>27.4</td> </tr> <tr> <td>22</td> <td>1</td> <td>USB Type-C-6P</td> <td>USB101</td> <td>USB_ TYPE-C-6P</td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> <td> </td> </tr> </tbody> </table>   注：项目涉及的BOM清单。在<a href="<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">https://lceda.cn/editor</a>" target="_blank" rel="noopener">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。   <h3 style="line-height: 1.8;">7、大赛LOGO验证</h3> <hr /> <img src="//image.lceda.cn/oshwhub/bf8357a4d0674d5fb13064c5c702ab9e.png" /> 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 href="<a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar</a>" target="_blank" rel="noopener">（大赛标识）.zip</a>   <h3 style="line-height: 1.8;"> 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr /> <a href="<a href="https://www.bilibili.com/video/BV1gqiFeNEPR/?vd_source=2df58fd4fd983947cc7ec0f39013509b%22>%E8%87%AA%E5%88%B6%E7%9A%84%E5%8F%B0%E5%BC%8F%E6%B8%A9%E6%B9%BF%E5%BA%A6%E8%AE%A1_%E5%93%94%E5%93%A9%E5%93%94%E5%93%A9_bilibili</a></p" target="_blank">https://www.bilibili.com/video/BV1gqiFeNEPR/?vd_source=2df58fd4fd983947cc7ec0f39013509b">自制的台式温湿度计_哔哩哔哩_bilibili</a></p</a>> 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" 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