#第九届立创电赛#复古辉光桌面环境监测站 - 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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GPL 3.0

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<div class="document"> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 这款复古辉光室内环境监测站，融合了复古硬核外观与盛思锐现代检测技术，实现了多种空气质量指标检测和辐射剂量检测。 核心配置上，我们选用了盛思锐SEN55-SDN-T高精度传感器和STM32F103作为主控芯片，能够精准检测颗粒物、VOC、NOx以及湿度和温度，同时，特别配备盖革米勒计数管，实时监测环境核辐射剂量，为电子工程师的工作环境安全保驾护航。 设计上，四位辉光管优雅显示时间，搭配清晰易读的墨水屏，实时呈现各项环境参数。此外，内置7000mAH锂电池及充电电路，确保长时间稳定运行。 这款作品不仅是一件实用的环境监测工具，还是一件融合了科技与美学电气朋克装饰品。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;"> </h3> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 此项目首次公开；个人原创；未在其他比赛获奖；未参加任何学校答辩。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> GPL 3.0 欢迎大家复刻 请在竞赛阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> （1）作品外观以及内部结构 左下角墨水屏主要显示SEN55-SDN-T测量的四种颗粒物、VOC、NOx以及湿度和温度一共8个指标参数，最下面一行显示盖革米勒计数器的测量值（辐射剂量显示了两个不同的计量单位：CPM，uSV）； 时间显示分为两个部分，一个是四个辉光管（QS30-1）构成的时、分显示，以及用于显示秒成兴光WS2812（C3646929）LED组成的灯条（共60颗LED灯珠）； 右下角靠上为8颗功能按键（目前用于时间的设置调整）； 右下角底部为盖革米勒计数器（型号J321），这是一种专门探测电离辐射(α粒子、β粒子、γ射线和X射线)强度的记数仪器。由充气的管或小室作探头，当向探头施加的电压达到一定范围时，射线在管内每电离产生一对离子，就能放大产生一个相同大小的电脉冲并被相连的电子装置所记录，由此测量得单位时间内的射线数，此型号换算系数约为153.8 CPM = 1uSv/h。 由于功耗较高，还搭配了两节18650电池（共7000mAh），以及基于TP4056的充放电电路。 主控部分采用的主流型号单片机STM32F103VET6，使用keil5+cubeMX开发。 实木外壳为本人手搓，已有不慎精致的地方，上下左右框架为1cm后黑胡桃木实木板，前后面板是先用嘉立创打样PCB，在贴上0.5mm的黑胡桃木实木贴皮。 盛思锐、成兴光、谱罗德、微硕、扬兴晶振、中国星坤各家的产品均有使用。 <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/506.html" target="_blank">Sensirion(瑞士盛思锐)</a>：SEN55-SDN-T <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/12469.html" target="_blank">XINGLIGHT(成兴光)</a>：XL-0807RGBC-WS2812B <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/12072.html" target="_blank">PROD(谱罗德)</a>：PSPCAQ54-3R3M <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/941.html" target="_blank">WINSOK(微硕)</a>：WST3401A <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/287.html" target="_blank">YXC(扬兴晶振)</a>：OT32258MJBA4SL <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/11722.html" target="_blank">XKB Connection(中国星坤)</a>：U262-061N-4BVC11；TS-1187A-B-A-B 在后面的BOM清单和工程文件中亦有体现。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/Jq8nlGowxSoSdoZwJjHQaYNpsuj7wfVE7HoY23Ye.jpeg" alt="" width="4624" height="3472"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/jzPqVVqI0RCPm4rtQZCkakoQvKGUThOxxKXy9KZh.jpeg" alt="" width="4624" height="3472"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/C88fWkwI4VlR03CQE72CxnNiGact16qagLWDRQW5.jpeg" alt="" width="4624" height="3472"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/W98lXUIuNcTBUaaO4O8YyMNal4D78PMYBvawcUyn.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/8HedjR69gSRpA5QoGhxkwmrUAFlnCoa3Xgy2B3kO.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/xN9jXcB5iCnHobY5f7siZrAQ8VLfV4b1omOimBSR.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/JNmp8FQkyki9yRckeyeRK4JTYN3xUui3sjgKn1gH.jpeg" alt="" width="1279" height="1704"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/OjLo2Nw7D3Nui9NWQaf5H9CUYAVkC7VLSsfHnJiA.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/1sN8ghqraK4Dk91yaBKzKWjw2T14JFVtPP7SZuXY.png" alt="" width="1675" height="1190">这部分原理图主要是STM32主控电路以及外部接口。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/39djAn4geDrpepba08CZsnohakAPR5QNTq1GokvE.png" alt="" width="1675" height="1190">这部分是主要是盖革米勒计数器需要的350V高压直流电源电路和辉光管需要的170V高压直流电源电路。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/54XG1Rj2LHadakoSgxNKcngDpNU7YOzP9iD9A2VG.png" alt="" width="1675" height="1190">这部分主要是锂电池充电电路，同时使用3401的PMOS做了切换电路，外部电源供电断开时的时候会无缝切换至电池供电，外部供电接入的时候也会主动切换至外部供电，同时对锂电池进行充电。需要特别注意的是，R47决定充电电流，注意不要设置的过大，以为辉光管、盖革米勒计数器、SEN55这几个组件吃电流不少，如果此时充电电流过大，外部5V电源容易跟不上。 （2）主要元器件 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/9MypmHsoQSv93usk9gq4ci0iiZAFspnDhhqzvhYp.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/3VMnmynrzMae0PQ93ctK444kQRZzamOPJgzs7UtL.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/OvGEtPejaViM1g9wtp4L0xiFl5Zy2ZEQ4AihGOe5.jpeg" alt="" width="1401" height="1401"> （3）电路描述 该作品基于盛思锐SEN55-SDN-T，它将关键空气质量参数——颗粒物、挥发性有机化合物（VOC）、氮氧化物（NOx）、湿度和温度这几种参数的测量功能集成在一个单一封装中。SEN5x系列传感器提供经过完全校准的数字接口输出。将所有测量参数集成在一个设备中，减少设计和集成工作，能极大缩短开发时间。 该作品包含如下电路部分：STM32主控电路、电源电路、盖革米勒计数器升压电路（350V），辉光管升压电路（170V）、74HC595辉光管显示驱动电路、WS2812-LED秒针指示电路等。 WS2812-LED秒针指示电路使用的是内置WS2812芯片的LED，可以实现串行输入控制60个LED，以此实现对秒的时间显示。时、分的显示使用4位辉光管进行显示。 特别需要注意的时盖革计数器和辉光管使用的高压升压电路，一定要留好足够距离的电气间隙。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 软件部分主要是个部分组件的驱动，包括SEN55-SDN-T驱动程序，WS2812-LED驱动、墨水屏驱动、基于74HC595的辉光管驱动，盖革米勒计数器计量程序、DS1302驱动程序、按键检测程序等 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/zIqrmnriXqEbUkxQxpsFSi73M77iRSmxHQimTtjm.png" alt="" width="235" height="475"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/OeHCDIPUt5fVJRpdNCIucYlrAmf65cSE5bvUU6V5.png" alt="" width="613" height="600">STM32外部端口配置。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/1Qu0WV97EP2Ilxe8F79XN1XpqvnfyuioV4lVhXyX.png" alt="" width="783" height="664">盛思锐SEN55-SDN-T驱动和数据解析程序（部分） <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 盛思锐、成兴光、谱罗德、微硕、扬兴晶振、中国星坤各家的产品均有使用。 <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/506.html" target="_blank">Sensirion(瑞士盛思锐)</a>：SEN55-SDN-T <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/12469.html" target="_blank">XINGLIGHT(成兴光)</a>：XL-0807RGBC-WS2812B <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/12072.html" target="_blank">PROD(谱罗德)</a>：PSPCAQ54-3R3M <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/941.html" target="_blank">WINSOK(微硕)</a>：WST3401A <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/287.html" target="_blank">YXC(扬兴晶振)</a>：OT32258MJBA4SL <a class="ml-[30px] text-[#000000] max-w-[350px] lc-text-hidden hover:text-lcBlue" style="color: #000000;" href="https://list.szlcsc.com/brand/11722.html" target="_blank">XKB Connection(中国星坤)</a>：U262-061N-4BVC11；TS-1187A-B-A-B <img src="//image.lceda.cn/pullimage/oiAb50n7PuLSqNMY8WTBVDV6VBEUPjsloIPi4YDT.png" alt="" width="403" height="653">…<img src="//image.lceda.cn/pullimage/ra3MEfcrPiHsmPfR131hhXnMsBCAEunJ9DzBagXw.png" alt="" width="409" height="339"> 注：项目涉及的BOM清单。在<a 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。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/FvFjaGOnK2JFyoYFzr9FPd70pe5aLQBwJhTNixFz.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/vpebiARKxmIQicr68CBuB8KSatvrOdQ1d5F646zg.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/yfbhmLqMBXC8H0oSgk9WjlOWH1nRaq14RjIlEmwb.jpeg" alt="" width="1704" height="1279"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/hhqkhzgQ9ltzl0dflXeZclomyOrWwXKqehcsDckK.png" alt="" width="1675" height="1190"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/bxeLbiXSEckhLj8uEcOP4XeXy3ZOGjUfSixrXnA7.png" alt="" width="1675" height="1190"><img src="//image.lceda.cn/pullimage/lYPBCZlynJo4tyoDFSK8q2or6LMCTqOcgDlLrM8o.png" alt="" width="1675" height="1190"> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 主要演示了作品作品环境监测数据显示，时间显示以及时间设置功能 <a href="/posts/de460543d4cf4dacb5f0326612455578" target="_blank">前往查看更多详情＞</a> </div>