【2024 DigiKey 创意大赛】睡眠环境监测屏

林太太 · 发表于2024-10-27 22:13

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本帖最后由林太太于 2024-10-27 22:44 编辑

一、作品简介

BME680 传感器集成了多个功能，可以测量气体，湿度，压力，温度，结合ESP32-S3-LCD-EV-BOARD开发板，非常适合制作成一个摆在床头的电子监视器。通过读取BME680中的数据，可以获取到常规的温度，湿度，气压数据。结合这些数据，可以计算一个舒适指数，通过观察舒适指数可以检测卧室的睡眠环境好坏。

二、系统框图
系统分为两部分，第一部分是BME680模块，用来获取环境信息；第二部分是ESP32-S3-LCD-EV-BOARD开发板，用来显示各种信息，以及时间。

三、各部分功能说明

开发环境我使用的是circuitpython。先去官网下载对应固件。这里注意一定要下载1.5版本的，因为1.5版本的电路和之前版本的不一样，因此无法兼容。

https://circuitpython.org/board/espressif_esp32s3_lcd_ev_v1.5/

在页面中无需下载固件，可以直接插上开发板进行安装。需要注意的是板子上有两个USB口，我们要使用的是写着USB的那个口，而不是UART的口。并且需要在上电时按住板上的BOOT按键。

点击在线安装后，选择第二个选项：

如果一切顺利，接下来就可以看到安装进度条：

安装好后，按一下板上的RST按键，电脑应该就会自动识别出一个U盘，并且开发板屏幕也会亮起来，并打印出一些终端信息。到这就完成了circuitpython的固件刷写。

在开始编写代码前，首先需要联网。在U盘中的settings.toml文件中写入下面的配置信息，填写好自己家的WiFi信息，保存后然后再按一下板子上的RST按键，板子重启后应该就可以自动连接上网络。

CIRCUITPY_WIFI_SSID=""
CIRCUITPY_WIFI_PASSWORD=""

下面编写代码。代码主要实现了两个功能，一个是从网络上获取时间，另一个是读取BME680的数据。所有数据得到后把它们显示在屏幕上。

代码中的关键部分是每个循环更新的信息。我在里面添加了一个舒适指数，计算方法是看当前温度，湿度，气压和一般舒适范围的偏离程度，偏离程度越大则舒适程度越低。

def update_labels():
    t = ntp.datetime
    time_label.text = "{}:{:02}:{:02}".format(t.tm_hour, t.tm_min, t.tm_sec)
    date_label.text = f"{days[int(t.tm_wday)]}, {t.tm_mday}/{t.tm_mon}/{t.tm_year}"

    print(f"\nThe date is {days[int(t.tm_wday)]} {t.tm_mday}/{t.tm_mon}/{t.tm_year}")
    print("The time is {}".format(time_label.text))

    temperature = bme680.temperature
    relative_humidity = bme680.relative_humidity
    pressure = bme680.pressure
    temperature_value_label.text = "{:0.1f}°C".format(temperature)
    relative_humidity_value_label.text = "{:0.1f}%".format(relative_humidity)
    pressure_value_label.text = "{:0.1f}hPa".format(pressure)
    print("\nTemperature: {}".format(temperature_value_label.text))
    print("Humidity: {}".format(relative_humidity_value_label.text))
    print("Pressure: {}".format(pressure_value_label.text))

    comf_index = (
        1
        - (
            abs(temperature / 25 - 1)
            + abs(relative_humidity / 50 - 1)
            + abs(pressure / 1000 - 1)
        )
    ) * 100
    if comf_index < 50:
        comfortable_value_label.color = 0xFF0000
    elif comf_index < 75:
        comfortable_value_label.color = 0xFFFF00
    else:
        comfortable_value_label.color = 0x00FF00
    comfortable_value_label.text = "Comf Index: {:0.0f}".format(comf_index)

    print("\n{}".format(comfortable_value_label.text))

写好程序后运行，把模块接在开发板上，IO47,48是I2C接口。然后运行程序，就可以看到程序正常运行起来。

四、作品源码

20241027221326136.zip (168.67 KB, 下载次数: 0)

五、作品功能演示视频

电子大赛

六、项目总结

这个项目中使用了一块非常高质量的开发板。由于是最后一批入围，时间非常紧，加上水平有限，这次对开发板的开发程度相当有限。但在活动结束后依旧可以对这块开发板进行反复把玩，一定会慢慢发挥出它的实力。

2024德捷电子大赛.doc (373.5 KB, 下载次数: 1)

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