【DigiKey年度寵粉】+空氣質量檢測儀

設計采用M5Stack CoreS3 SE + SGP30 傳感器實現空氣質量采集顯示，軟件采用Arduino IDE環境進行開發。

硬件均從得捷電子網站采購，方便快捷。

主控采用CoreS3 SE開發板，顯示傳感器采集到的CO?與TVOC數據

CoreS3 SE是 M5Stack 開發的第三代模塊化物聯網開發套件，基于樂鑫 ESP32-S3 芯片構建，適用于快速原型設計和多樣化應用開發。其主要特性如下：

主控芯片‌：搭載 ‌ESP32-S3‌ 雙核 Xtensa LX7 處理器，主頻 ‌240MHz‌，支持 ‌Wi-Fi 2.4GHz‌ 通信，板載 ‌16MB Flash‌ 和 ‌8MB PSRAM‌，滿足復雜物聯網應用的資源需求。

配備 ‌2.0英寸電容式觸摸 IPS 屏幕‌，采用高強度玻璃面板，支持多點觸控與直觀交互。

通信協議‌有 ‌I²C‌、‌SPI‌ 等總線接口。

SGP30 氣體傳感器

檢測指標‌：‌TVOC（總揮發性有機化合物）‌：范圍 ‌0–60000 ppb‌，分辨率 1 ppb18。‌eCO?（等效二氧化碳濃度）‌：范圍 ‌400–60000 ppm‌，分辨率 1 ppm15。‌輸出特性‌：數字信號輸出，支持 ‌I²C 通信協議‌，默認 7 位地址為 ‌0x58‌，讀寫地址分別為 0xB0 和 0xB134。

硬件連接（基于I²C協議）‌

電源接口‌：SGP30的 ‌VCC‌ 接 CoreS3 的 ‌3.3V‌ 引腳（避免電壓過高損壞傳感器）46SGP30的 ‌GND‌ 接 CoreS3 的 ‌GND‌‌通信接口‌：SGP30的 ‌SCL‌ 接 CoreS3 的 ‌GPIO16‌（默認I²C時鐘引腳）4SGP30的 ‌SDA‌ 接 CoreS3 的 ‌GPIO17‌（默認I²C數據引腳）

軟件配置（Arduino IDE環境）

首先安裝Arduino IDE環境

‌依賴庫安裝‌：

安裝 ‌M5CoreS3‌ 庫（管理屏幕顯示與核心功能）安裝 ‌Adafruit_SGP30‌ 庫（驅動傳感器）

代碼頭文件聲明：

#include <M5CoreS3.h>  
#include <Adafruit_SGP30.h>  
Adafruit_SGP30 sgp;

‌初始化配置‌：

void setup() {  
  M5.begin();  
  Wire.begin(16, 17);  // 指定I²C引腳  
  if (!sgp.begin()) {  
    M5.Lcd.println("Sensor Error!");  
    while(1);  
  }  
  M5.Lcd.println("Preheating...");  
  delay(15000);  // 傳感器預熱15秒:ml-citation{ref="4,5" data="citationList"}  
}

數據顯示實現：

void loop() {  
  M5.update();  // 更新硬件狀態  
  if (sgp.IAQmeasure()) {  
    uint16_t eco2 = sgp.eCO2;  // 獲取CO?等效值（單位：ppm）:ml-citation{ref="5" data="citationList"}  
    uint16_t tvoc = sgp.TVOC;  // 獲取TVOC值（單位：ppb）:ml-citation{ref="5" data="citationList"}  
      
    // 屏幕顯示  
    M5.Lcd.fillScreen(BLACK);  
    M5.Lcd.setCursor(20, 50);  
    M5.Lcd.printf("CO?: %d ppm", eco2);  
    M5.Lcd.setCursor(20, 80);  
    M5.Lcd.printf("TVOC: %d ppb", tvoc);  
  }  
  delay(2000);  // 數據刷新間隔2秒:ml-citation{ref="3,6" data="citationList"}  
}

關鍵問題與優化

‌數據異常處理‌：

若持續輸出 ‌0xFFFF‌（65535），檢查I²C連接或嘗試硬件復位傳感器2。使用 Wire.scan() 驗證SGP30的I²C地址是否為 ‌0x58‌4。