中级
30 分钟

使用 ENS160 和 TM4C1294KCPDT 检测空气中的污染物

不要让空气污染影响你的心情!

Air quality 9 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 25, 2024

点击板

Air quality 9 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C1294KCPDT

最佳空气质量传感解决方案。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Air Quality 9 Click基于ENS160,这是一款室内空气质量传感器,采用了来自ScioSense的四个MOx传感器元件的金属氧化物(MOX)技术。该传感器具有复杂的融合算法,可产生更好地调整为人类占用者自然响应的测量输出。基于ENS160的多元素TrueVOC™技术对氧化性气体(如臭氧)以及一系列挥发性有机化合物(VOC),如乙醇、甲苯以及氢和二氧化氮,具有卓越的选择性和准确性,影响室内空气质量。ENS160符合全球室内空气质量(IAQ)信号标准,并设计用于高容量和可靠性。为了获得最佳性能,传感器必须在正常室内空气中工作,在-5到60°C(典型值:25°C)的温度范围内,相对湿度在20到80%RH(典

型值:50%RH),无冷凝物,无侵蚀性或有毒气体存在。在这些条件之外的环境中长时间暴露可能会影响传感器的性能和寿命。这个Click板™允许使用I2C和SPI接口,I2C通信的最大频率为1MHz,SPI通信的最大频率为10MHz。可以通过适当位置的标记为COMM SEL的SMD跳线进行选择。注意,所有跳线的位置必须在同一侧,否则Click板™可能会变得无响应。当选择I2C接口时,ENS160允许使用标记为ADDR SEL的SMD跳线选择其I2C从设备地址的最低有效位(LSB)。这个Click板™还具有一个额外的中断信号,路由到标记为INT的mikroBUS™插座的INT引脚上,指示测量过程本身的状态。ENS160还需要1.8V的供电电压

才能正常工作。因此,来自Diodes Incorporated的小型LDO稳压器AP2112提供了来自mikroBUS™ 3V3电源轨的1.8V。可以通过路由到mikroBUS™插座的PWM引脚的EN引脚启用或禁用该LDO,因此,提供了一个开关操作来打开/关闭对ENS160的电源传递。这个Click板™只能以3.3V逻辑电压电平运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须执行适当的逻辑电压电平转换。但是,Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Air quality 9 Click top side image
Air quality 9 Click bottom side image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA 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。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/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,Fusion for TIVA 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。Fusion for TIVA 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。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它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 HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA 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。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
SPI Chip Select
PH0
CS
SPI Clock
PQ0
SCK
SPI Data OUT
PQ3
MISO
SPI Data IN
PQ2
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PQ4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD2
SCL
I2C Data
PD3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Air quality 9 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

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

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 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 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

该库包含 Air quality 9 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • airquality9_read_aqi_uba - 该函数读取每个UBA的空气质量指数(AQI-UBA)。

  • airquality9_read_tvoc - 该函数读取每ppb的计算总挥发性有机化合物(TVOC)浓度。

  • airquality9_read_eco2 - 该函数读取每ppm的计算等效二氧化碳(eCO2)浓度。

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 main.c
 * @brief AirQuality9 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Air Quality 9 click board by reading and displaying
 * outputs such as eCO2, TVOC and AQI in compliance with worldwide IAQ standards.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the new data interrupt which triggers once per second, 
 * and then reads the validity status, TVOC, eCO2, and AQI-UBA values. 
 * All values are being displayed on the USB UART where you can track their changes.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "airquality9.h"

static airquality9_t airquality9;
static log_t logger;

/**
 * @brief Air Quality 9 display status validity function.
 * @details This function parses the status validity from status byte and displays it on the USB UART.
 * @param[in] status : Data status byte.
 * @return None.
 * @note None.
 */
void airquality9_display_status_validity ( uint8_t status );

/**
 * @brief Air Quality 9 display aqi uba function.
 * @details This function parses the Air Quality Index per UBA (AQI-UBA) value and displays it on the USB UART.
 * @param[in] aqi_uba : AQI-UBA value.
 * @return None.
 * @note None.
 */
void airquality9_display_aqi_uba ( uint8_t aqi_uba );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    airquality9_cfg_t airquality9_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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 " );

    // Click initialization.
    airquality9_cfg_setup( &airquality9_cfg );
    AIRQUALITY9_MAP_MIKROBUS( airquality9_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag  = airquality9_init( &airquality9, &airquality9_cfg );
    if ( ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) || ( SPI_MASTER_ERROR == init_flag ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( AIRQUALITY9_ERROR == airquality9_default_cfg ( &airquality9 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    if ( airquality9_get_int_pin ( &airquality9 ) )
    {
        uint8_t status, aqi_uba;
        uint16_t tvoc, eco2;
        if ( AIRQUALITY9_OK == airquality9_read_status ( &airquality9, &status ) )
        {
            airquality9_display_status_validity ( status );
        }
        if ( AIRQUALITY9_OK == airquality9_read_tvoc ( &airquality9, &tvoc ) )
        {
            log_printf ( &logger, " TVOC: %u ppb\r\n", tvoc );
        }
        if ( AIRQUALITY9_OK == airquality9_read_eco2 ( &airquality9, &eco2 ) )
        {
            log_printf ( &logger, " ECO2: %u ppm\r\n", eco2 );
        }
        if ( AIRQUALITY9_OK == airquality9_read_aqi_uba ( &airquality9, &aqi_uba ) )
        {
            airquality9_display_aqi_uba ( aqi_uba );
        }
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

void airquality9_display_status_validity ( uint8_t status )
{
    switch ( status & AIRQUALITY_STATUS_VALID_FLAG_BITS )
    {
        case AIRQUALITY_STATUS_VALID_NORMAL_OP:
        {
            log_printf ( &logger, " Status: Normal operation\r\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY_STATUS_VALID_WARM_UP:
        {
            log_printf ( &logger, " Status: Warm-Up phase\r\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY_STATUS_VALID_INIT_START_UP:
        {
            log_printf ( &logger, " Status: Initial Start-Up phase\r\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY_STATUS_VALID_INVALID:
        {
            log_printf ( &logger, " Status: Invalid output\r\n" );
            break;
        }
    }
}

void airquality9_display_aqi_uba ( uint8_t aqi_uba )
{
    switch ( aqi_uba )
    {
        case AIRQUALITY9_AQI_UBA_EXELLENT:
        {
            log_printf ( &logger, " AQI-UBA Rating: Exellent\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Recommendation: Target\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Exposure Limit: No limit\r\n\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY9_AQI_UBA_GOOD:
        {
            log_printf ( &logger, " AQI-UBA Rating: Good\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Recommendation: Sufficient ventilation\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Exposure Limit: No limit\r\n\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY9_AQI_UBA_MODERATE:
        {
            log_printf ( &logger, " AQI-UBA Rating: Moderate\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Recommendation: Increased ventilation - Search for sources\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Exposure Limit: <12 months\r\n\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY9_AQI_UBA_POOR:
        {
            log_printf ( &logger, " AQI-UBA Rating: Poor\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Recommendation: Intensified ventilation - Search for sources\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Exposure Limit: <1 month\r\n\n" );
            break;
        }
        case AIRQUALITY9_AQI_UBA_UNHEALTHY:
        {
            log_printf ( &logger, " AQI-UBA Rating: Unhealthy\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Recommendation: Use only if unavoidable - Intensified ventilation\r\n" );
            log_printf ( &logger, " Exposure Limit: No limit\r\n\n" );
            break;
        }
        default:
        {
            log_printf ( &logger, " AQI-UBA Rating: Unknown\r\n\n" );
            break;
        }
    }
}

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。