一、项目思路

对于住在北京或者北方的同学来说，空气过于干燥是很多人的苦恼，但最近因为搬到了海淀区这边，宿舍里又莫名奇妙的很潮湿，甚至还有发霉的情况。于是我由此产生了一个想法，如果有一个智能除湿加湿一体机，就能让室内的湿度维持在一个让人舒适的范围，借助此次的FastBond2的机会，来将我的想法细化。设计的重点部分在于监测室内的相对湿度，并由MCU控制除湿加湿模式的交替。研究表明，人体感到舒适的相对湿度范围在40%~60%，当湿度传感器检测到的湿度低于该范围时，就开启加湿模式，高于该范围则开启除湿模式。

微控制器采用了乐鑫的ESP32，该芯片具备WiFi和蓝牙功能，为后续的软件智能开发提供了很大的空间，具备实现远程遥控和实时监控的可能性。

那么如何测定空气湿度呢？主要有三种方法：

1）利用水分子有较大的偶极矩，因而易于吸附在固体表面并渗透到固体内部的特性制成的湿度传感器称为水分子亲和力型湿度传感器，其测量原理在于感湿材料吸湿或脱湿过程改变其自身的性能从而构成不同类型的湿度传感器；

2）利用微波在含水蒸汽的空气中传播，水蒸汽吸收微波使其产生一定的能量损耗，传输损耗的能量与环境空气中的湿度有关以此来测定湿度；

3）利用水蒸汽能吸收特定波长的红外线来测定空气中的湿度。

本次实验中采用DHT11温湿度传感器，DHT11数字温湿度传感器是复合传感器，包含一个经过校准的温度和湿度的数字信号输出。后续将详细介绍其原理。

二、设计框图及流程介绍

初步的流程图与原理图按照大赛要求，使用得捷推出的scheme-it网页来设计框图，听过直播后还算容易上手。原理图分享链接如下：

https://www.digikey.cn/schemeit/project/原理图-1d55f0c0324844c7aafe497d2ad40449

流程图如下：

如框图所示，输入的5v电压由稳压器AMS117输出得到稳定电压3.3v，同时给温湿度传感器与微控制器(MCU)供电，温湿度传感器得到空气中的湿度信息后将其传输至MCU，将获得的湿度信息积累一段时间取平均值，与所设的阈值范围进行比较，若超过该范围则MCU控制机器除湿，低于该范围择MCU控制机器加湿。

三、原理图及元器件介绍

原理图设计如下所示，主控采用了乐鑫科技的ESP32C3。

主控esp32通过i2c总线驱动除湿加湿一体机，通过一个GPIO驱动温湿度传感器DHT11，稳压器AMS1117-3.3将外部5V转换为3.3V给整个系统供电。

主要元器件：

• ESP32C3 乐鑫科技espressif
• DHT11
• AMS1117-3.3

主控芯片：乐鑫ESP32C3

ESP32-C3 是一款安全稳定、低功耗、低成本的物联网芯片，搭载 RISC-V 32 位单核处理器，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)，为物联网产品提供行业领先的射频性能、完善的安全机制和丰富的内存资源。ESP32-C3 对 Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的双重支持降低了设备配网难度，适用于广泛的物联网应用场景。ESP32-C3支持蓝牙和WIFI以及丰富的开发环境如arduino、micropython，可以方便的进行后期扩展。

温湿度传感器：DHT11

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数,用户无需重新校准。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上。DHT11采用单总线驱动，意味着驱动它非常简单且节省处理器IO资源，主要指标如下：

电源芯片：AMS1117-3.3

AMS1117-3.3是一种输出电压为3.3V的正向低压降稳压器，适用于高效率线性稳压器发表开关电源稳压器电池充电器活跃的小型计算机系统接口终端笔记本电脑的电源管理电池供电的仪器

AMS1117有两个版本：固定输出版本和可调版本，固定输出电压为1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5.0V，具有1％的精度；固定输出电压为１．２Ｖ的精度为２％。本设计采用固定输出3.3V版本，用来将外部输入5V电源转换为3.3V给系统中各个模块供电。AMS1117内部集成过热保护和限流电路，是电池供电和便携式计算机的最佳选择。

四、总结

以上是我本次阶段一设计的简要思路，如果有时间，我之后一定会对其细化。因为我本身知识储备和能力有限，所以所设计的项目必定有不成熟和不足的地方，还请批评指正。此次也从本次项目中学到了scheme-it绘图的简单操作，以后有机会会继续深入学习，感谢硬禾课堂此次所举办的项目，祝越办越好。