中级
30 分钟

使用MQ131和PIC18F4685实现臭氧水平的实时监测,确保所有人的环境安全

臭氧监测:您的空气纯度守护者!

Ozone 2 Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

Ozone 2 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F4685

我们的臭氧传感解决方案专为室内外使用而设计,在保持家庭、办公室和公共空间的空气质量标准方面发挥着关键作用。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Ozone 2 Click基于Winsen的MQ131臭氧(O3)气体传感器,该传感器使用SnO2(氧化锡)合金,在暴露于O3气体时降低其电阻。O3浓度越高,此材料的导电性就越强。这可以用来获取O3浓度读数。传感器包含一个连接到5V电源的小型加热元件。在执行指定操作之前,必须对传感器进行48小时的预热。传感器的灵敏度定义为空气电阻与50ppm O3气体浓度的比率,为≥3(RO/RS ≥ 3)。不锈钢网格保护传感器免受颗粒和机械损伤的影响;然而,暴露于过量的湿气和腐蚀性气体可能会损坏内部结构。测量电路由MQ131传感器、电源和输出引脚与GND之间的负载电阻(RL)组

成。传感器与负载电阻形成电压分压器,其内部电阻。RL设计为可变电阻,允许将输出电压调整到所需值。校准应在受控条件下进行,因为环境温度和湿度会影响传感器的电阻。传感器可以测量相对O3浓度变化,无需精确校准,这对可以用作警告系统的建筑应用非常有用。传感器-RL电压分压器的中间引脚被路由到标记为ADC SEL的SMD跳线上。此跳线可以将测量电压重定向到ADC以进行采样,也可以将其重定向到AN引脚,以便用于外部电路(外部ADC或某种形式的测量信号调理)。当通过ADC SEL跳线选择时,Microchip的22位Sigma-Delta ADC MCP3551用于对传感器输

出进行采样。该ADC将输入电压转换为22位分辨率和低噪声的数字数据,可通过Click板的SPI接口获取。该ADC使用参考电压,该参考电压与电源电压相同,在这种情况下,它由来自mikroBUS™电源轨的5V供电。如前所述,ADC使用5V电源。因此,此板需要与3.3V MCU进行级别转换电路接口。此Click板使用TXB0106 IC,这是来自德州仪器的6位双向电平转换IC,用于将通信逻辑电压从5V转换为3.3V。电压转换取决于VCCA引脚上的参考电压,可以使用标记为VCCIO SEL的SMD跳线选择参考电压。

Ozone 2 Click top side image
Ozone 2 Click bottom side image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F4685

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

96

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

3328

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
RA2
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
RE0
CS
SPI Clock
RC3
SCK
SPI Data OUT
RC4
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Ozone 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

这个库包含Ozone 2 Click驱动程序的API。

关键函数:

  • ozone2_read - 此函数从MCP3351 ADC读取并返回32位读取值

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file
 * \brief Ozone2 Click example
 *
 * # Description
 * This example shows the value of ozone measurement aquired from Ozone2 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Calls functions for driver initializaton used for data conversion and results reading.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the level of ozone in the air every with repetition of 1 second.
 * This driver is able to get the level of ozone gas in the range from 10 to 1000 ppm.
 * #note#
 * Be sure that you correctly set the AD convertor which you want to use.
 *
 * \author Nemanja Medakovic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "ozone2.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static ozone2_t ozone2;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, "---- Application Init... ----" );

    ozone2_cfg_t ozone2_cfg;

    //  Click initialization.

    ozone2_cfg_setup( &ozone2_cfg );
    OZONE2_MAP_MIKROBUS( ozone2_cfg, MIKROBUS_1 );

    if ( ozone2_init( &ozone2, &ozone2_cfg ) == OZONE2_INIT_ERROR )
    {
        log_info( &logger, "---- Application Init Error. ----" );
        log_info( &logger, "---- Please, run program again... ----" );

        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, "---- Application Init Done. ----\n" );
}

void application_task ( void )
{
    uint16_t o3_ppm;

    if ( ozone2_read_measurement( &ozone2, &o3_ppm ) == OZONE2_OK )
    {
        log_printf( &logger, "  O3 [ppm] : %u\r\n", o3_ppm );
        Delay_ms( 1000 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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