您想要發(fā)現(xiàn)使用PSOC?6微控制器進(jìn)行快速原型設(shè)計的無縫方法并將您的想法變?yōu)楝F(xiàn)實嗎?

通過PSOC?6 Arduino集成，您可以做到這一點!這種強大的組合使您能夠進(jìn)入龐大的Arduino生態(tài)系統(tǒng)，并利用PSOC?6微控制器的靈活性。

通過將英飛凌CO2傳感器與PSOC?6 AI評估套件連接，并使用Arduino代碼將其連接到家庭助理，親身體驗其簡單性。告別復(fù)雜性，迎接輕松的原型制作!

概述

輕松監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量!這個Arduino應(yīng)用程序，在CY8CKIT-062S2-AI上運行，通過Wi-Fi和MQTT將您的二氧化碳傳感器連接到家庭助理，利用家庭助理的MQTT發(fā)現(xiàn)進(jìn)行無縫集成。

先決條件：家庭助理和MQTT經(jīng)紀(jì)人

要繼續(xù)，您需要準(zhǔn)備以下內(nèi)容：MQTT代理、具有MQTT集成的Home Assistant實例和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

這是它!如果您已經(jīng)運行了Home Assistant、MQTT代理和MQTT集成，那么就可以繼續(xù)了。

你需要什么?

硬件設(shè)置

獲取一個英飛凌PAS CO2傳感器，將其連接到PSOC?6 AI評估套件，并運行Arduino代碼讀取傳感器數(shù)據(jù)。然后，將其流式傳輸?shù)郊彝ブ恚涂梢赃M(jìn)行數(shù)據(jù)可視化了!下圖顯示了如何將二氧化碳傳感器連接到工具包。

傳感器需要5V電源來進(jìn)行測量，3.3V電源用于邏輯與通信，您可以在PSOC板上找到：

軟件安裝

步驟1：安裝Arduino IDE

確保安裝了Arduino IDE 2.0或更高版本。如果沒有，請從Arduino官方網(wǎng)站下載并安裝。

步驟2：將PSOC?6板添加到Arduino IDE

如果還沒有，請按照Hackster文章中的說明在Arduino IDE中安裝PSOC?6板。

步驟3：選擇CY8CKIT-062S2-AI板

在Arduino IDE中，導(dǎo)航到Tools > Board >英飛凌PSOC6 Boards并選擇CY8CKIT-062S2-AI板。

步驟4：安裝pas - co2傳感器庫

在Arduino IDE中，轉(zhuǎn)到Sketch > Include Library > Library Manager。搜索pass -co2-sensor并安裝庫。

步驟5：安裝Arduino_JSON庫

在Arduino IDE中，導(dǎo)航到Sketch > Include Library > Library Manager。搜索Arduino_JSON并單擊Install按鈕來安裝庫。此資料庫將簡化為家庭助理準(zhǔn)備訊息。

步驟6：安裝PubSubClient Library

在Arduino IDE中，導(dǎo)航到Sketch > Include Library > Library Manager。搜索PubSubClient并單擊Install按鈕來安裝庫。這是MQTT客戶機(jī)，允許連接到MQTT代理。

編碼解碼

常量

現(xiàn)在，所有硬件設(shè)置和軟件安裝完成后，讓我們深入研究代碼。要開始使用我們的傳感器庫，我們需要始終將其與基本Arduino庫一起包含在代碼的頂部：

現(xiàn)在我們必須定義常量參數(shù)，包括I2C通信頻率、測量間隔、壓力參考和消息緩沖區(qū)大小。

然后應(yīng)該定義用于建立Wi-Fi連接和MQTT代理的常量。

然后，我們需要使用常量來配置MQTT傳感器與Home Assistant的集成，從而啟用自動發(fā)現(xiàn)和狀態(tài)更新。

然后定義一個名為discoveryMessage的StaticJsonDocument對象，其容量為512字節(jié)，用于構(gòu)造用于Home Assistant發(fā)現(xiàn)的JSON消息。

現(xiàn)在我們定義兩個對象sta，它是一個wiificlient對象，將用于建立Wi-Fi連接，然后mqttc，它是PubSubClient對象，將用于MQTT連接。

此外，我們必須實例化一個PASCO2Ino類型的對象來定義我們想要的傳感功能，假設(shè)我們將其命名為cotwo。

聲明一個字符數(shù)組msg，其大小為MSG_BUFFER_SIZE，它將用于存儲MQTT消息。

在我們可以嘗試一切之前，要做的最后一步是創(chuàng)建一個錯誤類型變量和一個16位整數(shù)來存儲我們的傳感器讀數(shù)。(錯誤類型變量將被用作錯誤監(jiān)控緩沖區(qū)，我們將監(jiān)控其值以確保一切正常工作)：

Wi-Fi連接

現(xiàn)在定義一個函數(shù)connect_wifi來建立Wi-Fi連接。該函數(shù)首先打印一條消息，指示要連接的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，并使用begin()啟動Wi-Fi連接。然后等待連接建立，連接成功后打印成功消息和在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中獲得的本地IP地址。

MQTT連接

定義了reconnect_mqtt()函數(shù)來建立或重新建立MQTT連接。在這里，它進(jìn)入一個循環(huán)，直到MQTT連接建立為止。然后，它嘗試使用mqttc.connect()連接到MQTT代理。如果連接成功，則打印成功消息;如果連接失敗，則打印帶有返回代碼的錯誤消息，并等待3秒后重試。

設(shè)置

現(xiàn)在我們有了setup()函數(shù)。這里我們初始化波特率為115200的串行端口

初始化CO2傳感器的I2C接口。

下一步是實際初始化我們的傳感器，我們通過在我們創(chuàng)建的PASCO2Ino對象的實例上使用begin()函數(shù)來實現(xiàn)。在這里，我們前面創(chuàng)建的錯誤類型變量證明它很方便。我們將使用它來檢查初始化是否成功執(zhí)行：

通過調(diào)用connect_wifi()函數(shù)建立Wi-Fi連接。接下來，使用服務(wù)器地址、端口和緩沖區(qū)大小配置MQTT客戶機(jī)，為通信做好準(zhǔn)備。如果MQTT連接丟失，則調(diào)用reconnect_mqtt()函數(shù)來重新建立鏈接。

現(xiàn)在我們必須為PAS CO2傳感器準(zhǔn)備Home Assistant MQTT Discovery消息。請參閱此處查看背后的文檔。這里我們?yōu)閭鞲衅髟O(shè)置了name、state_topic、unit_of_measurement、device_class和unique_id等屬性。

我們還創(chuàng)建了一個嵌套的設(shè)備對象，該對象具有name屬性和一個標(biāo)識符數(shù)組，其中包含我們的MQTT client_id作為標(biāo)識符。

在此之后，JSON對象被序列化為字符串，準(zhǔn)備發(fā)布到MQTT代理。

此代碼將MQTT發(fā)現(xiàn)有效負(fù)載打印到串行控制臺以進(jìn)行調(diào)試。然后，它使用MQTT客戶機(jī)將有效負(fù)載發(fā)布到指定的discoveryTopic，使用false參數(shù)表示消息不應(yīng)保留在代理上。

現(xiàn)在，作為一個可選的中間步驟，我們打印要發(fā)布的消息。

在此之后，消息將發(fā)布到代理的Home Assistant Discovery主題，設(shè)備將已經(jīng)顯示在Home Assistant中。

循環(huán)

主循環(huán)做以下事情：

?如果斷開連接，通過調(diào)用reconnect_mqtt()來維護(hù)MQTT連接。

?使用cotwo. getco2 (co2ppm)檢索CO2傳感器值，如果出現(xiàn)錯誤，則嘗試處理錯誤，如果成功則發(fā)布CO2值。

?將更新的傳感器值發(fā)布到指定的state_topic。

?調(diào)用mqttc.loop()來處理傳入的MQTT消息。

?等待指定的時間間隔(PERIODIC_MEAS_INTERVAL_IN_SECONDS)，然后進(jìn)行下一次測量。

現(xiàn)在，一旦你編譯并上傳Arduino代碼到你的PSOC6設(shè)備，你會看到傳感器二氧化碳添加在你的家庭助理MQTT設(shè)備(設(shè)備-> MQTT)。上傳后，您應(yīng)該看到“CO2傳感器設(shè)備”和“CO2值”實體添加。

在幾秒鐘的初始化時間后，傳感器將發(fā)布第一個測量值，該值將更新每個測量間隔。您的設(shè)置已經(jīng)完成，您已經(jīng)準(zhǔn)備好開始監(jiān)控和探索傳感器的讀數(shù)!

本文編譯自hackster.io