Gravity: SCI采集模块测评 简单

有幸参加了DFROBOT组织的第二期的“赋能师生个性化‘教’与‘学’——SCI采集模块免费硬件漂流活动”。

1 开箱

DFROBOT提供的传感器组合清单：

我收到的是组合1：HCHO甲醛传感器、分贝计、ENS160 空气质量传感器、MAX30102 心率血氧传感器、SHT31-F数字温湿度传感器。

2 硬件简介

2.1 SCI采集模块

Gravity: SCI采集模块是一款多功能数据采集模块，目前已支持温湿度、大气压等常见的20余种传感器,模块集成了屏幕显示、传感器自动识别、数据存储、RTC时钟、数据优化等探究实验中的常用功能。传感器数据可通过板载的屏幕进行显示和查看，板载16M存储空间，可将传感器数据实时存储下来，通过RTC时钟可为每条存储的数据打上精确时间标签，最后，SCI采集模块会将输出的数据格式标准化，接入任意传感器时，UNO、行空板等控制器都可以使用同一个代码获取到传感器的数据。

2.2 HCHO甲醛传感器

甲醛传感器模组，可精确测量空气中的甲醛浓度，并能抑制干扰气体，具有稳定性高、抗干扰气体能力强等特点。分辨率高达0.01ppm，支持3.3~6V宽电压输入，可以支持Arduino、树莓派等主流设备，具备良好的兼容性，并且使用寿命长达2年。 

2.3 分贝计

分贝计能够模拟人耳对声波反应速度的时间特性来测量周围环境声音的大小，用分贝值的大小表达声音大小的程度。

我们这款arduino兼容的声级计模块，可精确测量周围环境声音的大小。该产品采用仪器级电路方案，低噪麦克风，测量精度高；支持3.3~5.0V宽电压输入，0.6~2.6V模拟量输出，兼容性好；分贝值与输出电压为线性关系，转换简单，无需复杂的算法。

2.4 ENS160 空气质量传感器

ENS160 空气质量传感器，搭载了ScioSense公司新推出ENS160空气质量传感器。该传感器专为室内空气质量检测而设计，能直接输出多种IAQ（TVOC、eCO2、AQI）数据。

2.5 MAX30102 心率血氧传感器

MAX30102 心率血氧传感器模块搭载了美信(maxim)的MAX30102心率血氧芯片和一颗集成心率血氧算法的微控制器，可以直接输出心率血氧数值。

2.6 SHT31-F数字温湿度传感器

SHT31-F传感器在0%RH~100%RH（25℃时）误差仅为±2%RH，传感器在0℃-90℃（典型值）误差仅为±0.2℃。

3 SCI采集模块固件升级

SCI采集模块可通过升级固件的方式支持更多的传感器。

3.1 下载固件

点击下方链接，访问github下载固件

https://github.com/cdjq/DFRobot_RP2040_SCI/blob/master/resources/firmware/DFR0999_FW_V1.0.1.uf2

由于网络原因，可能速度比较慢。

3.2 刷固件

SCI采集模块采用的树莓派RP2040的主控，支持直接在U盘模式下，将固件直接粘贴进去的方式来烧录。

1、断开SCI模块电源，按住右上角BOOT键，用Type-c数据线连接电脑。

2、SCI模块的电源灯亮起，在电脑中会出现一个名为“RPI-RP2”的U盘。

3、松开SCI采集模块BOOT键。

4、将刚下载的固件文件“DFR0999_FW_V1.0.1.uf2”拖入“RPI-RP2”U盘。5、固件烧录完成后，屏幕自动点亮。6、对“RPI-RP2”U盘格式化。

4 采集传感器数据

SCI采集模块提供3路输入接口：PORT2和PORT3是2个I2C/UART合用输入接口，用于连接I2C接口传感器；PORT1是1个数字/模拟输入接口，用于连接数字/模拟输出的传感器。

SCI采集模块一路I2C输出接口，用于连接UNO、ESP32、行空板等主控制器。

4.1 I2C接口传感器

对于I2C接口的传感器，接入PORT2或者PORT3后，SCI采集模块会自动识别传感器类型，并在OLED屏上显示相关传感器数据。

SHT31-F数字温湿度传感器

MAX30102 心率血氧传感器

4.2 数字/模拟接口传感器

数字/模拟接口传感器接入PORT1中，不能自动识别传感器类型，不能直接显示。

（1）按下SET（S键），此时光标默认位于“Select SKU”处。

（2）摁下“OK”键，进入传感器选择页面。

（3）通过“S键”和“R键”上移/下移光标，选择传感器。

（4）按OK（OK键）确认选择。

（5）屏幕第一行就会显示相应的传感器的数据。

4.3 数据记录

（1）在主界面（显示传感器数据的界面）按下REC（R键），屏幕REC旁会出现一个*号，开始对采集数据进行记录。

（2）再次按下REC（R键），关闭数据记录，屏幕REC旁*号消失。

4.4 数据导出

将SCI采集模块用数据线连接至电脑，电脑中会出现一个U盘。打开U盘就会看到一个CSV格式的文件，直接托到电脑硬盘即可。

5 与主控交互数据（基于Mind+的编程）

5.1加载库

（1）打开mind+

（2）用户库地址栏输入https://gitee.com/liliang9693/ext-sci，搜索并加载

（3）编辑代码

1、初始化ID

2、在“获取”后填入相应传感器数据的“名称标签”

具体“名称标签”见下表：

6 意见与建议

1、建议SCI采集模块增加内置锂电池

2、建议设计一块SCI采集模块数字/模拟端口扩展模块

3、建议设计一块SCI采集模块I2C接口扩展模块

4、建议Mind+库增加“传感器”选择、“名称标签”选择下拉选择菜单