ms721调试总结及光电传感器板测试总结

本文围绕ms721替换ncn5150出现的问题展开。从软硬件两方面解决了抄读水表ad值为0和格雷码测试不通过的问题,还探讨了提高产品稳定性、控制无线传输模块省电的方法,介绍了ms721 vdd端电流输出能力测试方法,最后总结了光电传感器自检通不过的问题。

这两个月都在跟进ms721替换ncn5150的问题,之前一直存在联系抄读水表的时候存在读出的ad值为0的问题,还有就是格雷码测试通不过的问题,现在从软硬件两个方面解决了这个问题:

1、硬件上将原来ncn5150的33k配置换为30k配置,这样提高了ms721的总线mbus电流,但总线电流总体在1.3~1.4ma范围,满足小于1.5ma电流的条件。

2、软件上将读水量时的传感器自检隔离开去,传感器之间测led漏电流的时候同时开启了5路同时采样,测恒流源发射的时候同时开启了5的点的测试,比较消耗电流,这时候如果将ms721的电压电压拉垮了就不容易恢复,就会导致读出ad值为0,不能通信等问题。

3、由于ms721芯片存在一些个体差异,在目前测试的100个中发现有一个ms721在30k配置中提供的mbus总线电流小于1.3ma导致格雷码测试的时候通不过,后面换为27k的电阻通过了测试,这个需要原厂控制芯片的产出,让芯片的一致性更好。

4、通过led红外发射和接收管的电流主要是来自mbus总线电流,mcu单片机消耗的电流主要来自ms721提供的电流,通过减小mcu单片机的瞬时消耗电流和提高ms721的输出电流来提供产品的稳定性。

5、有一个想法,就是通过我这个直读表模块来控制一个无线传输模块,通过电池供电,在需要发送数据的时候就给无线模块供电,不需要的时候就断电来达到省电的目的。因为无线模块在发送数据的时候需要一个大的电流,用一个三极管控制达不到目的;要一个大的电流可以用达林顿三级管,如下图所示:

ms721调试总结 - 北极星 - xiebingsuccess的博客如果b级用gpio引脚来控制,可以在e级接负载,这样可以得到放大的电流,但是e级输出的电压受到be级间的电压限制,e级的输出电压会受到影响,负载的电压不够,因此这种方式不行。可以考虑用MOS管的方式来得到需要的电流、电压,如下图所示:

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 可以通过MOS管加一个三极管的方式来在MOS管的D级输出高的电压和电流,当然在输出端负载需要并一个电容来达到稳压和蓄能的作用。或者如下图所示的电路:

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  6、ms721 vdd端电流输出能力测试

测试方法:stc端电压大于6v时,vdd端输出3.3v电压;stc端并一电压表,在vdd端串一个电流表,然后再串一个可调电阻,调节可调电阻并观察电流表读数,在保持stc端输出电压大于6v时测试可以测出vdd端最大输出电流。这种测试方法也可以用于测试芯片IO引脚的最大输出电流,或者其他需要测试电流输出的地方。

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关于光电传感器自检通不过的问题总结

 

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自检的方法描述:如上图所示,5551三极管打开,在没有光照的情况下,R41自身有一个暗电流,暗电流经过r403电阻上产生采样电压,设定一个采样值,如果大于这个采样值就表示r41接收管是导通的。  当然采样电流是通过三极管放大后的电流。如果用示波器观察,在5551三极管打开的瞬间,有一个脉冲电压通过r41,这是电容的通交流阻直流特性,用软件对这个脉冲电压进行采样的话就存在测不准的时候,表现出来就是一会能通过自检一会又不能通过自检。

基于多传感器输入之家庭安全系统设计论文提纲 摘要 本论文详细阐述了基于多传感器输入的家庭安全系统设计,以 STM32F103C8T6 为主控制器,集成了多种传感器,实现对家庭环境的多维度监测。系统通过 DMA 进行数据存储与轮询检测,能及时响应异常情况,通过蜂鸣器报警和 APP 消息推送通知用户。同时,具备门窗开关检测、智能关窗、门口实时监控及陌生人识别等功能,数据通过 MQTT 协议上传至 HomeAssistant 并在 APP 上展示。 关键词 多传感器;家庭安全系统;STM32F103C8T6;数据监测;实时监控 一、引言 01.1 研究背景与意义 随着人们生活水平的提高,对家庭安全的关注度日益增加。传统家庭安全系统功能单一,无法满足现代家庭多样化的安全需求。多传感器输入的家庭安全系统能够全方位监测家庭环境,及时发现并处理各种安全隐患,为家庭提供更可靠的安全保障。 01.2 国内外研究现状 介绍国内外在家庭安全系统领域的研究进展,分析现有系统的优缺点,指出本研究的创新点和改进方向。 01.3 论文结构安排 简述论文各章节的主要内容和组织结构。 二、系统总体设计 02.1 系统架构 详细描述系统的整体架构,包括主控制器、传感器模块、通信模块、显示模块和电源模块等,说明各模块之间的连接关系和数据流向。 02.2 系统功能概述 阐述系统的主要功能,如气体检测、温湿度监测、门窗开关检测、智能关窗、门口监控及陌生人识别等,以及系统如何实现这些功能。 02.3 系统工作流程 绘制系统的工作流程图,说明系统在不同状态下的工作过程,包括数据采集、处理、判断和响应等环节。 三、硬件设计 03.1 主控制器 STM32F103C8T6 介绍主控制器的特点和性能参数,说明其在系统中的核心作用,包括数据处理、任务调度和与其他模块的通信等。 03.2 传感器模块 03.2.1 MQ4 一氧化碳传感器和 MQ7 甲烷传感器 详细描述这两种气体传感器的工作原理、特性和接口电路,说明如何通过 A/D 转换和 DMA 存储将传感器数据传输到主控制器。 03.2.2 水位传感器 介绍水位传感器的工作原理和接口电路,说明其在系统中的作用和数据采集方式。 03.2.3 DHT11 温湿度传感器 阐述 DHT11 温湿度传感器的工作原理和 I²C 通信协议,说明如何与主控制器进行通信并获取温湿度数据。 03.2.4 门窗传感器 介绍门窗传感器的工作原理和外部中断机制,说明如何通过 GPIO 口的外部中断检测门窗的开关情况。 03.2.5 光电传感器和舵机 说明光电传感器的工作原理和如何检测靠近窗户的物体,以及舵机的控制原理和如何通过 PWM 输出实现智能关窗功能。 03.2.6 ESP32S3CAM 介绍 ESP32S3CAM 的特点和功能,说明其在门口实时监控和陌生人识别中的应用,包括图像采集、处理和传输等过程。 03.3 显示模块 介绍 OLED 屏幕的特点和接口电路,说明如何在屏幕上显示传感器数据。 03.4 通信模块 介绍 ESP32S3 自带的 wifi 模块和 MQTT 协议,说明如何通过该模块将传感器数据上传到 HomeAssistant 平台。 03.5 电源模块 介绍 12V 锂电池 2200mA 和 LM2596 可调降压模块的工作原理和电路设计,说明如何为系统提供稳定的电源。 四、软件设计 04.1 开发环境与工具 介绍系统软件开发所使用的环境和工具,如 Keil MDK、Arduino IDE 等。 04.2 主程序设计 详细描述主程序的流程和功能,包括系统初始化、数据采集、处理、判断和响应等环节,以及如何与各模块进行交互。 04.3 传感器驱动程序设计 分别介绍各传感器的驱动程序设计,包括气体传感器的 A/D 转换和 DMA 存储、温湿度传感器的 I²C 通信、门窗传感器的外部中断处理、光电传感器和舵机的控制等。 04.4 通信程序设计 介绍 ESP32S3 与 HomeAssistant 之间的 MQTT 通信程序设计,包括连接建立、数据发送和接收等过程。 04.5 APP 开发 简述 APP 的功能和设计思路,说明如何通过 APP 显示传感器数据、阈值和门口监控画面,以及接收系统报警消息。 五、系统测试调试 05.1 硬件测试 对系统的硬件电路进行测试,检查各模块的工作状态和连接情况,确保硬件系统正常运行。 05.2 软件调试 对系统的软件程序进行调试,检查各功能模块的实现情况,排除软件故障,确保系统功能正常。 05.3 系统联调 将硬件和软件系统进行联合调试测试系统的整体性能和稳定性,对系统进行优化和改进。 05.4 测试结果分析 对系统的测试结果进行分析,评估系统的性能指标,如传感器精度、响应时间、通信稳定性等,验证系统的设计目标是否达到。 六、结论与展望 06.1 研究成果总结 总结本论文的研究成果,包括系统的设计方案、硬件实现、软件编程和测试结果等,说明系统的优点和创新点。 06.2 不足之处与改进方向 分析系统存在的不足之处,如传感器精度、功耗等问题,提出改进的方向和措施。 06.3 未来研究展望 对未来家庭安全系统的发展趋势进行展望,提出进一步的研究方向和课题。
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