简介

Adafruit为众多的MCU设计了Feather系列板卡，为传感器设计了Wing系列子板，此系列板卡采用通用的对外引脚设计，编译不同的固件后，可以在Arduino及CircuitPython上实现代码的通用。这大概也是Adafruit对开源硬件的祝福：Make feathers fly.
本次设计的传感器主板采用了feather板卡的形状设计，实现了板载温湿度气压测量，支持使用外接防水探头进行关键节点的温度测量，不仅如此，还板载了外接的i2c接口（sh1.0 4p），可以用于串联更多基于i2c的传感器。

硬件介绍：

外置温度传感器：DS18B20（美信）
板载温湿度传感器：AHT20
板载气压传感器：BMP390
LDO芯片：ADP150AUJZ-3.3（ADI）

开发软件介绍

采用Arduino IDE开发
PCB基于立创EDA绘制

原理图简介

供电：可切换usb或外接电池供电，采用ADI的ADP150AUJZ-3.3芯片进行降压，ADP150是一款超低噪声的CMOS低压差线性稳压器，提供150mA的输出电流。

外接温度检测：外接测温采用MAXIM的18B20

板载温湿度检测：采用AHT20温湿度传感器，价格便宜但精度依旧非常可观，此传感器的唯一缺点是仅有一个I2C地址，若需要扩展的话需要外接I2C扩展芯片。

板载气压传感器：BMP390传感器的相对精度为3帕斯卡，相当于约±0.25米的高度，同时也可以用于测温，精度为±0.5°C 。

实现效果

1）室内温湿度气压数据显示

2）外接温度传感器温度显示

未来展望

这次的设计最大的遗憾是CCS811传感器并没有调通，且因为时间紧张，并没有在扩展板上板载tft显示屏幕，未来希望能设计单块扩展板直接完成环境监测和显示功能。

附代码

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SH110X.h>
#include <Adafruit_AHTX0.h>
#include <Fonts/FreeSans9pt7b.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include "Adafruit_BMP3XX.h"
#define BMP_SCK 13
#define BMP_MISO 12
#define BMP_MOSI 11
#define BMP_CS 10
#define BUTTON_A 15
#define BUTTON_B 32
#define BUTTON_C 14
#include "MAX30100_PulseOximeter.h"
#define REPORTING_PERIOD_MS     1000
#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BMP3XX bmp;
 
PulseOximeter pox;
uint32_t tsLastReport = 0;

Adafruit_SH1107 display = Adafruit_SH1107(64, 128, &Wire);

Adafruit_AHTX0 aht;

int co2;
int md=1;
int hrt,spo;

#define BUS 4
OneWire onewire(BUS);
DallasTemperature sensors(&onewire);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  //while (!Serial);
  pinMode(BUTTON_A, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BUTTON_B, INPUT_PULLUP);
  Serial.println("128x64 OLED FeatherWing test");
  display.begin(0x3C, true); // Address 0x3C default
  Serial.println("OLED begun");
  display.setRotation(1);
  display.setFont(&FreeSans9pt7b);
  if (aht.begin()) {
    Serial.println("Found AHT20");
  } else {
    Serial.println("Didn't find AHT20");
  }  

  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SH110X_WHITE);  

  if (!bmp.begin_I2C()) 
  {   // hardware I2C mode, can pass in address & alt Wire
    Serial.println("Could not find a valid BMP3 sensor, check wiring!");
  }
  bmp.setTemperatureOversampling(BMP3_OVERSAMPLING_8X);
  bmp.setPressureOversampling(BMP3_OVERSAMPLING_4X);
  bmp.setIIRFilterCoeff(BMP3_IIR_FILTER_COEFF_3);
  bmp.setOutputDataRate(BMP3_ODR_50_HZ);
  sensors.begin();
}

void loop() {
  if(!digitalRead(BUTTON_A)) md=1;
  if(!digitalRead(BUTTON_B)) md=2;
  if (! bmp.performReading()) {
    Serial.println("Failed to perform reading :(");
    return;
  }
  sensors.requestTemperatures();
  
  if (md==1)
  {
    display.clearDisplay();
    sensors_event_t humidity, temp;
  
    aht.getEvent(&humidity, &temp);// populate temp and humidity objects with fresh data
    display.setCursor(0,20);
    display.print("Temp: "); display.print(temp.temperature); display.println(" C");
    display.setCursor(0,40);
    display.print("Hum: "); display.print(humidity.relative_humidity); display.println(" %");
    Serial.print("Temperature: ");Serial.print(temp.temperature);Serial.println(" degrees C");
    Serial.print("Pressure: ");Serial.print(humidity.relative_humidity);Serial.println(" RH %");
    display.setCursor(0,60);
    display.print("Pres: "); display.print(bmp.pressure / 100.0); display.println(" ");
    Serial.print("Pressure = ");  Serial.print(bmp.pressure / 100.0);  Serial.println(" hPa");
    
    yield();
    display.display();
//    delay(100);
  }
  if (md==2)
  {

    display.clearDisplay();
    display.setCursor(0,30);
    display.print("Temp: "); display.println(sensors.getTempCByIndex(0)); 
    
    yield();
    display.display();
  }
}