瑞萨MCU杯第八届立创电子设计开源大赛正式落幕，最终获奖项目正式出炉！本文介绍的是：本届大赛二等奖项目《瑞萨RA-猫咪智能饮水机》。

本文作者：瑞萨MCU杯第八届立创电子设计开源大赛选手@yt17，禁止商用，未经许可禁止转载。

1、项目功能介绍

1.开机通过WIFI自动受时。（已上传视频）

1.每小时闹钟一次，开启水泵换水并根据温度（是否大于30度）控制打开时间，30s，60s。（闹钟每小时0分开启，已调通就不录制视频了）
2.检测到猫咪经过，水泵自动开启一段时间。（已上传视频）
3.自定义炫彩RGB。（已上传视频）
4.检测水槽是否有水，若缺水蜂鸣器警报并关闭RGB灯光。（已上传视频）
5.检测电池电压，若电池电量不足时蜂鸣器发出间歇警报并关闭RGB灯光。（效果和缺水类似，但是警报声不同，等电池缺电有点难，所以不录制了）
6.可通过电池供电，也可以通过TYPE-C供电（同时也能给电池充电）。(已上传图片)
7.板载串口调试接口，也可以通过SWD调试。(已上传图片)
8.WiFi控制水泵开启。

9.可以扩展触摸按键开启水泵。

 

众所周知猫咪总是不喜欢喝自己碗里的水，就想给自己的猫咪做一个智能饮水机。淘宝上一搜发现智能猫咪饮水机价格普遍溢价太高，就想自己做一个。

 

于是便在拼夕夕找了个便宜的饮水机改造，非常便宜十来块拿下，此刻便拥有了水槽和USB水泵。正好借此次机会白嫖元器件，制作一个功能更强的智能饮水机。

 

2、项目结构

 

3、实物外观

电路板实物图

 

温湿度、人体感应、OLED模块

 

                                                   智能饮水机正面

 

                               智能饮水机侧面（充电接口）

 

4、硬件电路

1.MCU核心电路

R7FA2E1A72DFL芯片特性：

• 48MHz Arm® Cortex®-M23
• 64kB 的闪存以及 16kB SRAM
• 4kB 数据闪存，提供与 EEPROM 类似的数据存储功能
• 1.6V - 5.5V 的宽工作电压范围
• 增强型电容式触摸感应单元 (CTSU)
• 12 位 ADC，LPACMP，温度传感器
• 32 位通用 PWM 定时器，16 位通用 PWM 定时器，低功耗异步通用定时器
• 实时时钟
• SCI（UART、简单 SPI、简单 I2C）
• 独立的 SPI 接口/I2C 多主接口
• 安全功能
• 加密功能

 

2.WIFI电路（可换成蓝牙）

ESP8266购买时最好买带有AT固件的，没有的话需要自己下载

 

3.液位检测传感器、人体感应传感器、温湿度传感器、OLED模块

液位传感器

人体感应传感器

响应速度快、静态功耗小、灵敏度高、体积小巧简单安装，已装好透镜和焊接好排针，配上电源，无需调试

1、本产品输出的高电平时间可调，2.5秒到1小时，出厂时设定的输出时间是2.5秒，如需要更改，可更改一个贴片电阻
2、封锁时间，2秒，不可调节
3、出厂定义为可重复触发，无法变更
4、本模块的供电压是3.3V到15V，极限电压是2.8V到18V5模块输出时序是:上电后输出高电平2秒，然后变成低电平进入待机状态。若更改延时时间，模块上电输出高电平的时间会相应增长，可理解为上电后进入正常工作状态的启动时间会增长6、装上光敏原价后，白天不工作，晚上工作，不装光敏元件，全天工作(默认是没有安装光敏元件的)7、此模块很灵敏，注意安装位置，尽量避开热源辐射源(出风口/阳直)
8、本模块灵敏度可调，需更改一个贴片电阻

温湿度传感器（注意引脚顺序）

1、湿度测量范围：0~100%RH

2、湿度测量精度：±3%RH

3、温度测量范围：-40~125℃

4、温度测量精度：±0.3℃  

5、工作电压：2.4~5.5VDC（宽电压）

6、I2C接口输出

0.96寸 OLED模块（注意引脚顺序）

 1、高分辨率:128*64
2、超广可视角度:大于160°
3、超低功耗:正常显示时0.06W
4、宽供电范围:直流3.3V-5V
5、工业级:工作温度范围-30C~70C
6、体积小:27mm*27mm*2mm
7、通信方式:IIC
8:、亮度、对比度可以通过程序指令控制
9:、使用寿命不少于16000小时
10、OLED屏幕内部驱动芯片:SSD1306

 

4.水泵电路

P111输出高电平时，水泵开启（LED2亮）：

R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, WaterPump, BSP_IO_LEVEL_HIGH);//开启水泵

R_IOPORT_PinWrite(&g_ioport_ctrl, WaterPump, BSP_IO_LEVEL_LOW);//关闭水泵

 

5.蜂鸣器、RBG电路

P104输出高电平时，蜂鸣器发声：

 WS2812b核心显示代码：

 

6.串口调试电路

默认直接连接到RA MCU上，接上跳线可以用于烧录和调试ESP8266

 

Type-C接入可用于打印调试信息，如上图日期显示

 

7.电池电量检测

18650锂电池的上限和下限电压分别为4.2V和2.75V。

18650锂电池单节标称电压一般为：3.6V 或3.7V。

18650锂电池最小放电终止电压一般为： 2.75V ，低于这个电压容易导致电池容量严重下降乃至报废。大部分锂电池放电不能将空载电压放到3.2V以下的，否则过度放电会损害电池。

程序里我们设置电池电压小于3.6V时发出警报并关闭水泵和RGB。

 

8.电源电路（锂电池充放电保护，升压，LDO）

（最好先焊接电源模块调试好5V输出后再焊接其他模块模块）

最大充电电流：1000mA
充电截止电压：4.2V
电池过放保护电压：2.4V

最大输出电流：2A   （建议1A内使用）

输出电压：4~12V      

type-c电源输入，红灯常亮，说明在充电。充满电后蓝灯亮起。当输入端有电源时，从电源输入端获得电流，如果没有接电源，从电池获得电流，电池电压低于2.4V时，自动关闭输出。第一次接入电池时，可能无电压输出，需要在电源输入端上电激活保护电路。当使用手机充电器供电时，必须要能输出1A以上，否则可能会不能正常充电。