【环境仪扩展板】资料
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用户8634用户9218用户64462023年10月18日修改
一、项目与要求
基于梁山派的无线手持环境检测仪的设计
1.背景
我国目前的产业地区分布地域辽阔，地形复杂，导致工矿企业和乡镇企业分布很广，这给环境监测人员的监测工作带来很多的不便，环境监测人员不可能将大型的实验室检测设备运送至各处。尤其相当量的乡镇企业已经蓬勃兴起，但许多乡镇还没有具备检测的能力，在预防和治理的过程中有着很大的不便和患。便携式检测仪器的使用不仅可以减少环境式样在传输过程中的污染问题，减少样品固定和保存的繁杂手续，而且可以大大减少检测人员的工作量，实时掌握环境等动态变化趋势，从而尽可能地将潜在的风险降至低。因此需要设计一款基于梁山派的无线手持环境检测仪。
2.设计要求与指标
技术要求
1.
温湿度传感器：用于检测温湿度数据；
2.
气压传感器：用于检测大气压数据；
3.
有害气体传感器：用于检测有害气体等 数据；
4.
屏幕：用于实时显示采集到的设备；
5.
无线通信：用于将数据发送至接收设备使用；
6.
手持：小巧、使用电池，脱离供电线的困扰；
技术指标
1.
测量温湿度、气压、有害气体等数据；
2.
屏幕通过LVGL开源GUI库实时显示测量结果；
3.
使用电池可以放电充电；
4.
无线通信方式二选一：1.实现NBIOT将数据传输到云端；2.将数据通过无线模块发送出去给接收设备使用；
二、硬件设计
1.
充电升压电路设计
1.1
充电升压芯片介绍
根据项目需求，我们需要设计一个小巧、使用电池的环境仪。而使用电池就要考虑到充电与放电。本案例采用的是TP5400 锂电池充电和升压控制芯片。
TP5400 为一款移动电源专用的单节锂离子电池充
电器和恒定 5V 升压控制器，充电部分集高精度电压和
充电电流调节器、预充、充电状态指示和充电截止等功
能于一体， 可以输出最大 1A 充电电流。而升压电路采
用CMOS 工艺制造的空载电流极低的 VFM 开关型
DC/DC 升压转换器。其具有极低的空载功耗（小于
10uA），且升压输出驱动电流能力能达到 1A。无需外
部按键，可以即插即用。
50%
1.2
应用电路设计
TP5400的数据手册中的参考电路如下：
各引脚说明
•
VOUT（引脚 1）：输出电压检测引脚。 连接升压 5V 输出端。
•
CHRG（引脚 2）：充电中漏极开路输出的充电状态指示端。当充电器向电池充电时，CHRG 管脚被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则 CHRG 管脚处于高阻态。
•
PROG（引脚 3）：充电电流设定、充电电流监控和停机引脚。在该引脚与地之间连接一 个精度为 1%的电阻器 Rprog可以设定充电电流(典型电路中的1.1K则设置为1000mA的充电电流)。当在恒定电流模式下进行充电时，引 脚的电压被维持在1V。PROG 引脚还可用来关断充电器。将设定电阻器与地断接，内部一个 2.5μA 电流将 PROG 引脚拉至高电平。当该引脚的电压达到 2.7V 的停机门限电压时，充电器进入停机模式，充电停止且输入电源电流降至 40μA。重新将Rprog与地相连将使充电器恢复正常操作状态。