arduino的甲醛检测装置系(院)电子与通信工程系
目录
一、绪论 6
二、总体设计方案 7
(一)设计基本要求 7
(二)系统设计思路 7
(三)主要处理硬件的选择 7
(四)前端设备的选择 8
(五)总体方案设计 8
三、Arduino的基本组成 9
(一)Arduino的定义 9
(二)Arduino的程序编写语言 9
(三)本次设计使用的版本 9
四、关键器件选择 10
(一)Arduino UNO 10
1.Arduino UNO基本介绍 11
2.输入输出 11
3.下载程序过程 12
4.注意要点 12
(二)甲醛传感器 12
1.技术规格 13
2.引脚图及引脚说明 13
3.连接示意图及实物 14
4.甲醛传感器程序代码 14
(三)1602液晶LCD 16
1.1602主要的技术参数 17
2.1602连接方式及引脚定义 17
3.液晶显示代码(见附录) 18
(四)开发环境 18
五 系统设计与调试 20
(一)系统设计 20
(二)准备好硬件开发平台 20
(三)驱动和软件的安装 21
(四)软件编写 22
六 设计总结 26
致谢 26
参考文献 27
附录一:Arduino UNO原理图 28
附录二:甲醛传感器原理图 28
附录三:LCD代码 29< *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072#
br /> 一、绪论
现在买房子的热潮越来越高,买房子的人也随之越来越多,室内装修危害成了现在的一个大问题,每年都有很多人因为装修污染得白血病之类的癌症,而装修污染中对人体威胁最大的就是甲醛。所以一个可以快速方便检测出周围环境甲醛浓度的设计就很有必要。所以本次设计就是针对甲醛检测来设计出一款方便简洁的装置。
设计的大体主要分为三个部分,Arduino开发板,开源硬件,传感器部分。设计主要实现的目的的:当设计连接电源后将其放置在一个地方能够快速检测出周围甲醛的浓度。在之前传感器技术还没有很好的发展的时候,想要实现此目的是非常繁琐的。现在传感器技术的发展使这一切成为了可能。
Arduino本身只是一个开发板,不具备前端设备,只需要通过C语言进行相关的编译就能与所有前端设备构成一个整体,非常简单容易上手。
总之本设计具有使用简单,检测快速且准确,硬件搭设灵活,成本低等可靠特点,对一些买房用户很有用。
二、总体设计方案
(一)设计基本要求
本次设计的主要内容是设计一种基于Arduino开发板的室内甲醛检测仪
设计基本要求:把设计的实物放在外界环境里能够瞬速检测出甲醛的浓度并通过LCD屏显示
(二)系统设计思路
现在的电子技术发展的速度越来越快,一个独立的新兴的高科技领域已经快速崛起,那就是传感器技术。传感器的优点有很多其中高度自动化、微型化与集成化是这个技术能够瞬速发展的主要原因,因为这些特点大大降低了对使用者的技术能力和使用环境的要求,这种便携式的特点可以使我们可以使设计更加适应各种外在环境,本设计使用的甲醛传感器里的贵金属和挥发的甲醛发生反应,产生与甲醛浓度成正比的电信号,传输给Arduino开发板进行处理和分析后传输到LCD屏上显示。
(三)主要处理硬件的选择
方案一:采用单片机AT89C51为主体进行设计,AT89C51有32个PIN脚,在设计时可以直接对功能进行拓展,不需要在对引脚进行扩展就能实现功能的多样化,并且设计过程中无需占用多大空间。对甲醛气体的检测和采集可以使用专门的甲醛传感器,此传感器对甲醛有较好的灵敏度。显示浓度值可采用外接的LCD1602显示屏,将甲醛浓度值通过串口发送至上位机。
方案二:采用Arduino单片机ATMEGA328作为主控制器进行设计,Arduino有数字和模拟端口,无需进行数模转换可直接读出所测气体浓度值,端口定义灵活,并且代码都是在网络上公开的,可以更轻松的实现功能。甲醛气体浓度采集可采用甲醛传感器,显示浓度值可采用LCD1602显示屏,将甲醛浓度值通过主板的控制器处理后由LCD屏显示数值。
在上述两种方案中,都可以很好的实现该系统的设计,但由于对单片机AT89C51在此设计中使用不够方便、灵活等,而arduino基础设计在网上各个论坛都能很容易找到教程参考,所以方案二更加易于实现和其扩展性更高。
(四)前端设备的选择
本次设计想要实现就必须依靠一个甲醛传感器,所以本次实验使用的是甲醛传感器(SKU:SEN0231),这款传感器能够精确的检测空气中甲醛的浓度,并能抑制干扰气体,具有稳定性高、抗干扰气体能力强等特点。分辨率高达0.01pm,支持3.3~6V宽电压输入,可以支持Arduino、树莓派等主流设备,具备良好的兼容性,并且使用寿命长达2年。
同时想要知晓具体的甲醛数值,一个LCD显示屏是必不可少的本次实验使用Arduino直接驱动的1602液晶显示文字1602液晶在应用中非常广泛,最初的1602液晶使用的是HD44780控制器,现在各个厂商1602模块都是采用了与之兼容的IC,所以特性上基本都是一致的。
(五)总体方案设计
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