一、项目背景
厨房油烟的危害跟二手烟相比,有过之而不及。厨房油烟的危害:
- 油烟排入大气后,会造成环境空气质量下降;
- 长期接触油烟会对肺部造成不同程度的损害;
- 油烟会刺激眼睛和喉咙;
- 油烟会附着在皮肤表面,导致毛孔堵塞、变黑、粗糙、起皱;
- 油烟会附着在厨具表面,造成发黄发黑,难以清洗;
目前大部分都油烟机跟燃气灶都不是联动工作的,自己家里老人烧菜的时候经常忘记开油烟机,想着要是能有个智能厨房油烟监控,应该会对家人健康有所帮助。
二、项目方案
本方案主要利用低功耗蓝牙技术,主要用到两款开发板:
- ESP32-S3开发板:BLE服务器,主要用于采集传感器数据,上传到BLE客户端。
- ESP32-S3,搭配触摸1.9英寸LCD支持WiFi蓝牙开发板:BLE客户端,带有触摸屏,可以用于人机交互。
其中,第一块开发板连接到火焰传感器,来检测燃气灶是否开始工作;同时通过空气质量传感器(比如EN145)来检测厨房油烟状态。这两项传感器数据通过NOTIFY的方式发送给BLE客户端即ESP32-S3.
项目上拟采用的核心器件介绍如下:
ESP32-S3: 是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片,支持远距离模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器,主频高达 240 MHz,内置 512 KB SRAM (TCM),具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM,支持用户配置数据缓存与指令缓存。
ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n),支持 40 MHz 带宽;其低功耗蓝牙子系统支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh,可通过 Coded PHY 与广播扩展实现远距离通信。它还支持 2 Mbps PHY,用于提高传输速度和数据吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射频性能优越,在高温下也能稳定工作。
EN145: 是基于MOS(金属氧化物半导体)的气体传感器。它特别设计用于广泛检测与糟糕空气有关的还原气体和氧化气体,例如,VOC(挥发性有机化学物),CO(一氧化碳)和氮氧化合物(NOx)。 ENS145空气质量传感器元件是一种MEMS技术传感器,具有长寿命 和长期稳定性。它结合了高灵敏度和极低功耗。传感器密封在一个小体积LGA封装内,可回流焊接。
三、系统框图
系统框图使用的是得捷电子最近推出的Scheme-It工具,网页版可以直接绘制电路原理图,框图等,非常实用。本系统框图的分享链接:
https://www.digikey.cn/schemeit/project/厨房油烟控制-7357c94c814940dc9c03303979a60df1
TFT屏幕带有触摸功能,可以采用LVGL图形库制作精美的HMI界面,比如显示家里的温湿度,以及厨房油烟状态。如果超过设定的阈值,就发送信号给BLE Server端进行报警。这样就形成了一个简易的BLE智能厨房油烟控制系统。
由于采用了BLE技术,布线得到了大幅度简化;智能控制油烟,家人健康也得到了一份小小的保障。
四、致谢
非常感谢得捷电子和硬禾学堂提供的此次FASTBOND2阶段1的活动让我能够在此把创意展示给大家,希望后面有机会能够学习一下焊接技术然后参加阶段2。
祝FASTBOND活动越办越好!