Netduino环境传感器项目

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资料介绍

描述

随着我们对周围环境的了解越来越多，我们需要更多关于它的信息。这种通过 Arduino 兼容引脚直接插入 Netduino 的屏蔽能够感应一大堆环境变量，包括测量 CO2 和 VOC 的数字气体传感器、测量气压和高度的高度计、单线温度传感器 DS18B20（非 I2C ），温度湿度传感器和最后但并非最不重要的电压电流传感器，它能够感应输入功率或使用电流表上的夹子，您可以感应您的房屋用电量。所有这些都在一个带有微型 LCD 的小板上实时发生的事情或在您离开时在线观看您的房子。

该项目由多个部分组成：

1. 传感器和电路板设计

2. 焊接你的电路板

3 编程您的 Netduino WiFi 3

4. 盒子设计和建造

1. 传感器和电路板设计

我设计了这个板子，所以它与 NETDUINO WIFI 兼容

如果可以进行编辑，我将包含 Fritzing 文件以供编辑和您的享受。

熔接设计

来自 PCBway.com 的印刷电路板

董事会的传感器

CCS811

CCS811 是一种超低功耗数字气体传感器解决方案，它集成了金属氧化物 (MOX) 气体传感器，可通过微控制器单元 (MCU) 检测各种挥发性有机化合物 (VOC)，用于室内空气质量监测，其中包括模数转换器 (ADC) 和 I²C 接口。CCS811 基于 ams 独特的微热板技术，可为气体传感器提供高度可靠的解决方案、非常快的循环时间和显着降低平均功耗。集成的 MCU 管理传感器驱动器模式和测量。I²C 数字接口显着简化了硬件和软件设计，加快了产品上市时间。CCS811 支持智能算法来处理原始传感器测量值以输出 TVOC 值或等效 CO2 (eCO2) 水平，其中 VOC 的主要原因来自人类。CCS811 支持多种测量模式，这些模式针对主动传感器测量期间的低功耗和空闲模式进行了优化，可延长便携式应用中的电池寿命。CCS811 采用 10 引脚 2.7mm x 4.0mm x 1.1mm、0.6mm 间距 LGA 封装。

DS18B20

DS18B20 数字温度计提供 9 位至 12 位摄氏温度测量，并具有报警功能，具有非易失性用户可编程上下触发点。DS18B20 通过 1-Wire 总线进行通信，根据定义，该总线只需要一根数据线（和地线）即可与中央微处理器通信。此外，DS18B20 可以直接从数据线获取电源（“寄生电源”），无需外部电源。每个 DS18B20 都有一个唯一的 64 位串行代码，允许多个 DS18B20 在同一条 1-Wire 总线上工作。因此，使用一个微处理器来控制分布在大面积上的许多 DS18B20 是很简单的。可从此功能中受益的应用包括 HVAC 环境控制、建筑物、设备或机械内的温度监控系统，

Si7021 I2C

Si7021 I2C 湿度和温度传感器是一款集成了湿度和温度传感器元件、模数转换器、信号处理、校准数据和 I2C 接口的单片 CMOS IC。使用工业标准、低 K 聚合物电介质来检测湿度的专利用途使构建具有低漂移和迟滞以及出色长期稳定性的低功耗、单片 CMOS 传感器 IC 成为可能。湿度和温度传感器经过工厂校准，校准数据存储在片上非易失性存储器中。这可确保传感器完全可互换，无需重新校准或更改软件。Si7021 采用 3x3 mm DFN 封装，可回流焊接。它可以用作 3x3 mm DFN-6 封装中现有 RH/温度传感器的硬件和软件兼容的直接升级，具有在更宽范围内的精确感测和更低的功耗。可选的工厂安装盖提供了一种薄型、方便的方法，可在组装期间（例如，回流焊接）和产品的整个生命周期保护传感器，不包括液体（疏水/疏油）和微粒。Si7021 提供精确、低功耗、工厂校准的数字解决方案，非常适合测量湿度、露点和温度，应用范围从 HVAC/R 和资产跟踪到工业和消费平台。在组装期间（例如，回流焊接）和产品的整个生命周期保护传感器的方便方法，不包括液体（疏水/疏油）和微粒。Si7021 提供精确、低功耗、工厂校准的数字解决方案，非常适合测量湿度、露点和温度，应用范围从 HVAC/R 和资产跟踪到工业和消费平台。在组装期间（例如，回流焊接）和产品的整个生命周期保护传感器的方便方法，不包括液体（疏水/疏油）和微粒。Si7021 提供精确、低功耗、工厂校准的数字解决方案，非常适合测量湿度、露点和温度，应用范围从 HVAC/R 和资产跟踪到工业和消费平台。

LTC®2945

LTC®2945 是一款轨到轨系统监视器，用于测量电流、电压和功率。它的工作电压范围为 2.7V 至 80V，并包括一个用于 80V 以上电源的分流稳压器，以便灵活选择输入电源。0V 至 80V 的电流测量范围与输入电源无关。一个精度为 0.75% 的板载 12 位 ADC 测量负载电流、输入电压和辅助外部电压。通过将测得的 12 位负载电流和输入电压数据进行数字相乘，生成 24 位功率值。存储最小值和最大值，并且带有可编程阈值的超量程警报最大限度地减少了对软件轮询的需求。数据通过标准 I2C 接口报告。关断模式将功耗降低到 20µA。LTC2945 I2C 接口包括用于标准或光隔离 I2C 连接的独立数据输入和输出引脚。LTC2945-1 具有一个反相数据输出，用于与反相光隔离器配置一起使用。

MPL3115A2

MPL3115A2 是一款紧凑型压阻式绝对压力传感器，具有 I2C 数字接口。MPL3115A2 具有 20 kPa 至 110 kPa 的宽工作范围，该范围涵盖了地球上的所有表面高度。MEMS 使用片上温度传感器进行温度补偿。压力和温度数据被馈送到高分辨率 ADC 中，以提供完全补偿和数字化的输出，输出以帕斯卡为单位的压力和以°C 为单位的温度。然后可以使用第 9.1.3 节“压力/高度”中提供的以米为单位的公式将补偿的压力输出转换为高度。MPL3115A2 中的内部处理消除了系统 MCU 的补偿和单位转换负载，简化了系统设计。MPL3115A2 的高级 ASIC 具有多种用户可编程模式，例如省电、中断和自主数据采集模式，包括编程的采集周期时序和仅轮询模式。对于稳定的 10 cm 输出分辨率，典型的有源电源电流为每测量秒 40 μA。

物料清单和购买地点

1 / 3 • Digikey 购物车

********注意 ****** 请注意您购买的电压调节器..见下文

1 / 2 •请注意

2. 焊接你的电路板

印刷电路板

少量涂抹焊膏

注意：我只将焊膏涂在电阻器和电容器的一侧，因为它们更容易焊接。

准备烤箱

预热

注意回流焊散开

当您看到焊料收缩并变成银时，等待 20 秒，然后小心地从烤箱中取出

清理干净，准备焊接小块的另一面

现在焊接通孔件

平切侧铣刀是必需品

焊接 DS181 温度传感器

1 / 2 •焊接

完成并准备好进行测试

插入 Netduino

通电

3. 为您的 Netduino WiFi 3 编程

提交时请注意，我的 1/2 的 I2C 传感器和 Adafruit LCD 显示器缺少一些草图文档。但我会努力坚持下去，尽可能多地编程，并提供必要的指导……我是 C# 新手，所以这会很有趣……

第一步是按照入门步骤下载并安装 Microsoft Visual Studio 2015 而不是 2017 并下载必要的程序..

打开 Visual Studio 并创建一个新项目..

这是我在该程序的所有 200 次尝试中缺少的部分，您需要在此处添加您将在草图中使用的 NuGet 包。

项目所有已安装的依赖项

接下来是Programing双击program.cs

它会打开这个屏幕

我将 Blinky 粘贴到草图中并上传以测试连接，这将是程序的开始

using System.Threading;
using Microsoft.SPOT.Hardware;
using SecretLabs.NETMF.Hardware.Netduino;
namespace Blinky{ 
public class Program   { 
public static void Main() { 
// Create an output port (a port that can be written to)  
// and wire it to the onboard LED           
OutputPort led = new OutputPort(Pins.ONBOARD_LED, false); 
// run forever 
while (true)          
 {             
led.Write(true); // turn on the LED               
Thread.Sleep(250); // sleep for 250ms               
led.Write(false); // turn off the LED              
 Thread.Sleep(250); // sleep for 250ms         
  }       
}  
 }
}

点击运行后，调试窗口中的输出应该是这样的......如果它没有修复错误并重试:)

构建程序并将其发送到 Netduino

重新启动您的 Netduino

http://netduino.foundation/Library/Sensors/Barometric/MPL3115A2/

要集成的高度计代码

using System.Threading;
using Microsoft.SPOT;
using Netduino.Foundation.Sensors.Barometric;

namespace MPL3115A2Test 
{  
public class Program 
{ 
public static void Main() 
{ 
Debug.Print("MPL3115A2 Polling Example");
 var mpl3115a2 = new MPL3115A2(updateInterval: 0);
 while (true) { mpl3115a2.Update(); 
Debug.Print("Temperature: " + mpl3115a2.Temperature.ToString("f2") + ", Pressure: " + mpl3115a2.Pressure.ToString("f2")); Thread.Sleep(1000);
 } 
} 
}
}