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scarleast/airQ-TVOC-sensor

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先来两张完成的图镇楼

斜着来一张

WechatIMG6.jpeg

正面再来一张

WechatIMG8.jpeg

起源

我是一名面向google的码农,曾经想改变世界,后来发现为了生存,在城市里打拼,世界没改变,只博得一个租来的鸽子笼。后来有一天,被北方雾霾的恐惧支配之后,我买了一台空气净化器,虽说可以看得到PM2.5,但除了PM2.5,空气中其他的污染物什么情况,我并不清楚。什么某某品牌车主因车内笨超标得病;某某租房平台,租给租客的房子甲醛超标,导致其得病的消息非常多。

想想,我也有家人,有的刚提新车,有的刚装修新房,有的公司搬刚装修的新址,大家知道空气中我们吸入的是一些什么东西吗?于是我在淘宝搜了一下TVOC传感器,结果如下:

屏幕快照 2019-08-03 上午11.13.35.png

发现稍微好点的,大都300元左右左右,并且这种检测模式吧,我也不可能上班天天哪个这玩意儿按呀?我便有了一个念头。

需求

我希望自己做一个检测仪出来,它能满足一下条件:

  • 能够直观反映空气中苯、甲醛等有害物质的含量,保证结果具备可参考的价值。
  • 体积足够的小巧,不能说有多高的颜值,起码不像淘宝上搜到的,都是一大坨吧,摆放在桌上起码得不占地方吧。
  • 即插即用。放办公桌,放家里,放车上,总之插上电,稍作等待,即可看到实时传感器芯片测得的读数。工作之余、开车休息之余瞟一眼,就知道当前空气的状况。
  • 价格足够低,保证能把成本压缩在几十元的范围内。

为什么是TVOC

维基百科: 挥发性有机物(英语:Volatile Organic Compounds,首字母缩略字:VOCs),有时也用TVOC来表示( 英语:Total Volatile Organic Compound )。

实际上,TVOC,就指的是空气中所有挥发性有机物的总量,那什么是挥发性有机物呢?常见的笨、甲醛等,都属于挥发性有机物。我不可能想起来苯,就去买个苯的检测仪,想起来甲醛,就去买个甲醛的检测仪,当然,不差钱另说。所以用TVOC检测仪,一次性检测一下空气中所有挥发性有机物的含量,就能大致推断出当前空气的质量。如果TVOC值过高,则说明空气确实有一定的问题,就需要找专业的检测机构做相关的检测了。那么TVOC的标准是多少呢?见下表:

屏幕快照 2019-04-28 上午12.17.00.png

甲醛之类的有害物质怎么去除

想到去甲醛,首先想到的肯定是活性炭,空气净化器。实际上不同于PM2.5,可以使用带HEPA滤网的空气净化器吸附。甲醛这类有害物质挥发性极强,非常可悲的是,活性炭以及带活性炭的空气净化器,确实可以吸附空气中的甲醛,但吸附一段时间后,气温一高,活性炭中的甲醛又挥发出去了。

面对甲醛这类有害物质,个人建议,最好的方式就是开窗通风,养一些绿植吧,当然,不差钱可以考虑新风系统。对啦,经常监测室内的有害物质含量,以防生活在毒气室里。

芯片选型

传感器芯片

由于限定了我想做的这款传感器的价格,总成本在100元之内,翻遍了淘宝,最终确定了一款芯片,ccs811。这款芯片由ams公司出品,虽然不是崇洋媚外,但传感器这种东西还是需要积累的,这样一家老牌的传感器解决方案厂商的芯片,质量应该可是可靠的。

主控芯片

这一点就没啥好说的,直接上STM32,F103用的最熟,哪个便宜选哪个,所以最终选择了STM32F103C8T6。

成本

因为电阻、电容之类的很难计算每个板子的成本,加上快递之类的,这里只是给出一个大致的价格。

分类 价格(元)
CCS811 50
STM32F103C8T6 8
OLED显示屏 13
电阻、LED、电容、usb接口等 10
PCB打样 6
亚克力外壳 2
队友手焊贴片请奶茶(23333) 10
总价 99

目录结构

  • 软件
    • STM32的代码
  • 文档
    • 原理图及元件清单
    • CCS811数据手册
  • 硬件
    • 板子

暂时发现的问题

  1. 这款传感器实际检测空气中的碳的含量,所以TVOC和eCO2都是计算出来的,不会非常精准,结果仅供参考。另外,人一吹气,变动较大,变动大的时候,停止呼吸?
  2. 传感器未带风扇,由于空气有流通性,所以想快速检测的时候,张牙舞爪,致命shake一波?
  3. MCU检测到传感器掉线或者异常,会重新初始化传感器,无大碍,但确实这款传感器不是很好用。
  4. 传感器需要预热,通常实际测试,10-20分钟左右(预热时间还是比较长),读数才会稳定。
  5. 队友手焊贴片,难受啊,马飞。

最后还想说两句

目前自己做的这款TVOC传感器算是开源出来了吧,说复杂不复杂,说简单不简单的小玩意儿,有小伙伴说求教程,但是很难一行一行说代码如何实现的,感兴趣的小伙伴自己看看吧,不是多复杂的程序。

打样之类的,都是5片起做,所以除了自己留了一块用,还剩下4块传感器,懒得动手的小伙伴,可以私信一波我呀,我们闲鱼一波,99块,只想回血一波请队友奶茶的钱~贫困线奔波的孩子,开不起淘宝店。

WechatIMG11.jpeg

和我的树莓派放在一起,大家可以直观的看出来大小。

About

自己做的一款TVOC传感器

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