FastBond第二季阶段一-基于土壤温度与湿度检测的智能花盆的框图设计
How2Make大赛FastBond阶段一成果.希望通过该设计解决生活中无法判定植株生活状况的问题
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温度传感器
FastBond第二季
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花盆
湿度传感器
moxia
更新2023-11-07
华中科技大学
482

 

项目背景:

在生活中我们很多人都养花,然而大部分花都很娇贵,对温度和湿度要求都很高,于是我想通过温度与湿度传感器检测植株所处环境,并根据植株种类给出相应的推荐浇水频率次数及温度,以便更好地照顾心爱的植株。

原理框图

温度传感器负责对环境温度的检测并输出信号至主控芯片,右侧为湿度传感器部分,通过将土壤湿度的变化信息以电阻变化的形式转换为电信号传输到主控芯片,MCU主控芯片处理相关信息并将有关结果展示在显示屏上。

 

主控芯片:乐鑫ESP32-C3:

MCU选用ESP32-C3.ESP32-C3 是一款安全、稳定、低功耗、低成本的物联网芯片,搭载 RISC-V 32 位单核处理器,支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE),为物联网产品提供行业领先的射频性能、完善的安全机制和丰富的内存资源。ESP32-C3 对 Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的双重支持降低了设备配网难度,适用于广泛的物联网应用场景。

ESP32-C3 搭载 RISC-V 32 位单核处理器,时钟频率高达 160 MHz。具有 22 个可编程 GPIO 管脚、内置 400 KB SRAM,支持通过 SPI、Dual SPI、Quad SPI 和 QPI 接口外接多个 flash,满足各类物联网产品功能需求。此外,ESP32-C3 的耐高温特性也使其成为照明和工控领域的理想选择。 ESP32-C3 集成 2.4 GHz Wi-Fi 和支持长距离的 Bluetooth 5 (LE),有助于构建覆盖范围更广、射频性能更强的物联网设备。它还支持蓝牙 Mesh (Bluetooth Mesh) 协议和乐鑫 Wi-Fi Mesh,在较高的工作温度下仍能保持卓越的射频性能。

ESP32-C3 沿用乐鑫成熟的物联网开发框架 ESP-IDF。ESP-IDF 已成功赋能了数以亿计的物联网设备,并历经了严格的测试和发布周期。开发人员基于其成熟的软件架构,凭借对 API 和工具的熟悉,将更容易构建 ESP32-C3 应用程序或进行程序迁移。ESP32-C3 也支持在从机模式下工作,可通过 ESP-AT 和 ESP-Hosted SDK 为外部主机 MCU 提供 Wi-Fi 与 Bluetooth LE 连接功能。

温度传感器:MCP9803T-M/MS

MCP9803T-M/MS是Microchip Technology制造商生产的模拟和数字输出温度传感器,感应温度范围-55℃~125℃,可提供-10℃~85℃的±1℃的精度。寄存器设置允许用户选择9位至12位的温度测量分辨率,配置节能关机和单次(关机时单次转换)模式,以及温度警报输出和滞后限制的规格。该传感器采用工业标准的2线制,12CTM SMBus兼容串行接口,允许在单个串行总线中控制多达八个设备。

湿度检测方面参考litter47的湿度检测方案。

显示屏:EA LED55X31-W

EA LED55X31-W是Display Visions生产的显示屏,工作温度在-30℃~70℃,能够清晰实时显示土壤湿度与外界温度。

Scheme-it

一款方便好用的原理图及框图绘制工具,能在线免费绘制你心中的图像,元器件齐全,支持各类形式的文件导出,推荐大家使用,以后的学习中我也会更多使用Scheme-it。

心得:

在本次活动中,我学会了使用Scheme-it进行原理框图的绘制,了解了温度湿度传感器的工作原理,知晓了乐鑫ESP32-C3在物联网中的作用,可以在以后的生活中利用这些知识。

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