【野火】瑞萨RA MCU创意氛围赛+ 基于瑞萨RA6M4智能臭氧消毒...

小申

前言：由于错过野火发开发板的申请时间很是难过，后来通过“野火瑞萨RA-T开发板&创意赛”直播了解到大家填写项目时都很认真，大家填写的项目内容让我特别感兴趣，就一直关注这件赛事。该项目本来是准备用RL78G22用Arduino环境搭建该项目，搭建完成发现不太符合比赛要求，不过还好，上周获取官网的CPK-RA6M4 可以排上用。经过一个星期的紧追猛赶终于把项目模型搭建完成，在这过程走了一些弯路，首先是资料比较零散，其次对e2使用配置不够熟悉，再次是时间紧张，项目从零到有需要不断解决问题，查询资料来分析问题，最终发现《瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板》这本书真的是教科书级搭建项目(吐槽一下：配套视频没有及时跟新)，故该项目基本上是在该书里面的教程进行编程，没有该教程我也没法短时间完成该项目，再次感谢野火走在瑞萨RA单片机开发前沿！


一、摘要
1.项目背景：臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。臭氧杀菌具有快速、高效、广谱性、扩散性、降解农药残留、可直接对食品使用、除臭净化、保鲜等特点。其中除臭主要利用臭氧作为强氧化剂的氧化原理，臭氧可以与发出异味的化学物质发生化学反应，将其氧化分解为无毒、无臭的物质，从而达到除臭的效果。能除去的异味有很多，包括主要成分是氨、硫化氢、甲硫醇、二甲硫化、二甲二硫化物等的异味对细菌芽胞、病毒、细菌繁殖体、真菌等致病微生物都有极强的杀灭作用。臭氧消毒灭菌方法与常规的灭菌方法相比具有以下特点：
1）高效性
臭氧消毒灭菌是以空气为媒质，不需要其他任何辅助材料和添加剂。所体包容性好，灭菌彻底，同进还有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。
2）高洁净性
臭氧快速分解为氧的特征，是臭氧作为消毒灭菌的独特优点。不存在任何残留物，解决了消毒剂消毒方法产生的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。
3）方便性
臭氧灭菌器一般安装在洁净室或者空气净化系统中或灭菌室内（如臭氧灭菌柜，传递窗等）。根据调试验证的灭菌浓度及时间，设置灭菌器的按时间开启及运行时间，操作使用方便。
4）经济性
通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用及运行比较，臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益及社会效益。目前，臭氧已广泛用于水处理、空气净化、食品加工、医疗、医药、水产养殖等领域，对这些行业的发展起到了极大的推动作用。
2.实现功能：该项目需要控制臭氧产生与关闭，在检测到人体运动存在能够停止臭氧的产生，避免继续产生臭氧对人体有伤害，检测到环境VOC浓度过高时能够自动控制臭氧产生进行除味(目前还未实现该功能)
3.项目效果：通过手机控制臭氧产生，视频演示项目实物，熟悉瑞萨RA系列单片机，掌握e2编程软件使用(大厂使用的软件，建议大家进一步使用和了解)


二、项目组成
该项目主要组成包括：硬件电路模块、软件环境编译与搭建、手机APP蓝牙通讯，下图为项目实物图


1.硬件电路组成：
硬件电路组成如下图所示：包含六部分组成

1）RA6M4单片机MCU：MCU型号：R7FA6M4AF3CFB，开发板型号：国内版本CPK-RA6M4，芯片引脚144pin，主频最大200Mhz，Arm Cortex-M33内核，1MB代码闪存，256kB SRAM
2）蓝牙通讯模块：型号: DX-BT04-E，有效通信距离: 75m，蓝牙版本: 4.2，传输速率: 12000Kbps
3）人体雷达传感器：型号：HB100，发射频率 : 10.525 GHz，其优点：非接触探测；不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光线等影响，适合恶劣环境；抗射频干扰能力强；输出功率小，对人体构不成危害；探测距离远；支持对非生命类物体的检测；微波的方向性很好，速度等于光速；
4）状态指示lamp：型号：RC模型警灯
5）继电器模块：4路继电器模块 带光耦隔离 支持高低电平触发
6）臭氧发生器模组：20mg蓝膜带电源(5v 500mA)，其原理利用高压产生臭氧
2.软件搭建：
e2 studio是瑞萨电子的一款包含代码开发、构建和调试的开发工具。e2 studio 基于开源 Eclipse IDE 和与之相关的 C/C++ 开发工具（CDT）。e2 studio 托管了瑞萨的 FSP 灵活配置软件包，这是一个用于支持瑞萨 MCU 开发的固件库。通过使用 FSP 库，我们可以轻松配置和管理瑞萨 MCU，从而轻松实现复杂的应用程序。在建立大项目时可以将加密代码分别独立编程；该项目配置如下

软件配置

1）继电器驱动：驱动继电器开启关闭；参考案例：《瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板》第11章：GPIO 输出——使用 FSP 库点亮LED 灯
2）人体雷达传感器驱动：获取人体雷达传感器感知数据；参考案例：《瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板》第 12 章 GPIO 输入——按键输入检测
3）指示灯lamp驱动：驱动状态指示灯lamp亮灭；参考案例：《瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板》第11章：GPIO 输出——使用 FSP 库点亮LED 灯
4）蓝牙驱动：与蓝牙模块进行usart通讯；参考案例：《瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板》第 19 章 SCI UART——串口通信 实验 2： UART 指令控制 RGB 灯

芯片引脚配置如下：


3、APP开发
手机APP开发使用APP inventor开发，上手快，开发简单
1）UI设计界面：

2）手机界面：

3）逻辑代码：



三、核心器件及BOM



四、参考文献
1.瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板 https://doc.embedfire.com/mcu/re ... pter1/chapter1.html
2.瑞萨RA MCU 基础知识 https://www.renesas.cn/cn/zh/pro ... us/ra-book#document
3.电⼦时钟制作(瑞萨RA) https://blog.csdn.net/qq_2431294 ... 1001.2014.3001.5502
4.瑞萨小百科：CPK-RA6M4评估板入门指南-第1章&第2章 https://mp.weixin.qq.com/s/A9KktEZmx3OUuho_WkRsuw
5.老巫婆的App Inventor趣味编程 https://edu.shaoerbc.org/goods/s ... eview=0#info-left-2

五、相关附件
1）演示视频： https://b23.tv/TMnoXy3
2）代码附件 e2智能臭氧消毒系统.zip (1.24 MB, 下载次数: 23)

2023-8-21 22:19 上传

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3）安卓APP： renesas.zip (2.56 MB, 下载次数: 13)

2023-8-21 22:20 上传

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最后感谢野火和瑞萨举办此次活动，在这过程了解RA6M4MCU和专业编程软件e2的使用，尤其是野火《瑞萨RA系列FSP库开发实战指南——基于野火启明开发板》编程思想给我带来很大帮助与提高