基于監(jiān)測CO2和TVOC的傳感器制作

硬件部件：

ESP32 3.2× 1個

SGP30× 1個

AM2302× 1個

微型USB電纜× 1個

跳線× 1個

面包板× 1個

軟件應(yīng)用程序和在線服務(wù)：

Arduino IDE

由于疫情影響，我不得不在家工作。在冬天，我必須關(guān)閉門窗。我待的時間越長，二氧化碳的含量越高，這讓我有點頭暈?zāi)垦：蛻卸?。盡管CO2是一種無害氣體，但長時間處于高濃度CO2中的人會危害健康：在室內(nèi)常見水平1000 ppm左右，您會開始感到疲勞和困倦；達(dá)到2000 ppm時，您將入睡并感到非常疲倦，無法進(jìn)行任何工作。長時間接觸并集中注意力會導(dǎo)致頭痛和身體不適。

監(jiān)測室內(nèi)的二氧化碳水平實際上可能比我們的常識更重要，因此我制作了一個二氧化碳監(jiān)測器，顯示室內(nèi)的二氧化碳水平提醒我及時打開門窗以改善室內(nèi)空氣。

監(jiān)測CO2和TVOC的傳感器

在室溫下，二氧化碳（CO2）是一種無色，無味，不可燃的氣體，必須有一個專門的傳感器來監(jiān)測。SGP30是用于室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測的氣體傳感器。SGP30可以檢測范圍很廣的H2，并將基于H2濃度計算出的等效二氧化碳讀數(shù)通過I2C返回給微控制器。SGP30能夠設(shè)置濕度補(bǔ)償以獲得更好的精度，因此需要外部濕度傳感器才能使用。此外，SGP30傳感器可檢測多種揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），并返回總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）讀數(shù)。

我將AM2302與SGP30配合使用。AM2302是一種數(shù)字溫度和濕度傳感器，非常常見且易于使用。

顯示器示意圖

如圖所示，我需要微控制器在SGP30和AM2302旁邊接收數(shù)據(jù)和LCD模塊顯示。

ESP32 3.2英寸LCD是一個很好的選擇，因為它包含LCD顯示模塊。ESP32 3.2英寸LCD是為Arduino和ESP32開發(fā)的開發(fā)板，集成了LCD。LCD是320x240 TFT，驅(qū)動器是ILI9341，它使用SPI與ESP32進(jìn)行通信。ESP32 3.2英寸LCD已集成SD模塊，可通過SPI將數(shù)據(jù)保存到SD卡。ESP32 3.2英寸LCD提供了許多擴(kuò)展端口，允許許多傳感器連接到該端口。另外，該板具有觸摸能力，并且TFT可以用作輸入設(shè)備。

連接

固件

1.可從以下位置獲取固件：https ： //github.com/Makerfabs/Project_Touch-Camera-ILI9341/tree/master/example/CO2_Monitor

2.在Arduino IDE上安裝Adafruit的DHT傳感器庫。

3.安裝Adafruit SGP30傳感器庫。

4.安裝TFT_eSPI庫。

5.用代碼“ Project_Touch-Camera-ILI9341 / example / CO2_Monitor / CO2_Monitor.ino”初始化AM2302和SGP30。

dht.begin（）;

if （！ sgp.begin（））{

Serial.println（“Sensor not found ：（”）;

while （1）;

}《br》

6.從AM2302獲取溫度和濕度數(shù)據(jù)。

float h = dht.readHumidity（）;

float t = dht.readTemperature（）;《br》

7.設(shè)置用于補(bǔ)償?shù)慕^對濕度值，以提高TVOC和eCO2的精度。

sgp.setHumidity（getAbsoluteHumidity（t， h））;《br》

8.命令傳感器返回單個eCO2 / VOC測量值。

if （！ sgp.IAQmeasure（）） {

Serial.println（“Measurement failed”）;

return;

}

Serial.print（“TVOC ”）;

Serial.print（sgp.TVOC）;

Serial.print（“ ppb ”）;

Serial.print（“eCO2 ”）;

Serial.print（sgp.eCO2）;

Serial.println（“ ppm”）;《br》

9.在液晶顯示屏上顯示數(shù)值。

char buf［8］;

dtostrf（t， 4， 0， buf）;

tft.drawRightString（buf， 0 * 90 + 60 - 5， 167 - 27 + 155 - 18， 2）;

dtostrf（h， 4， 0， buf）;

tft.drawRightString（buf， 1 * 90 + 60 - 5， 167 - 27 + 155 - 18， 2）;

dtostrf（TVOC， 4， 0， buf）;

tft.drawRightString（buf， 2 * 90 + 60 - 5， 167 - 27 + 155 - 18， 2）;《br》

10.將固件上傳到ESP32 3.2‘’LCD。

測試

通常，室外空氣中的CO2含量為400 ppm。在不超過1000ppm的二氧化碳中，人們對健康的影響有限或沒有。一旦二氧化碳含量超過1000ppm，人們就會感到疲勞，注意力不集中和注意力不集中。

接通板上電源，SGP30需要一段時間進(jìn)行準(zhǔn)備。屏幕正常顯示二氧化碳水平后，我嘗試對SGP30稍作喘息，該值將增加，然后回到約400PPM。將董事會放在會議室中，兩小時的會議結(jié)束后，CO2含量將增加到840PPM。

將酒精或洗發(fā)水放在木板旁邊，隨著蒸發(fā)，TVOC含量會迅速增加。

演示視頻：

我使用其他ESP32 + DISPLAY模塊來實現(xiàn)相同的監(jiān)視器。這些監(jiān)視器可以放在家里，小房間，辦公室，溫室或汽車中，以提醒我們及時更換新鮮空氣，并更加注意空氣質(zhì)量。我可以將監(jiān)視器與許多揮發(fā)性有機(jī)化合物一起放在車間中，以測量TVOC含量，提醒同事戴上口罩并改善空氣質(zhì)量，以保持健康。
責(zé)任編輯:pj