ESP32 + ADS1015 + 0.96" OLED 压力监测固件

本项目用于通过 ESP32 读取 ADS1015 外接的模拟压力传感器（量程 00.2 MPa，输出 0.54.5V），并在 0.96 英寸 SSD1306 OLED 上实时显示压力值。工程基于 PlatformIO 与 Arduino 框架。

硬件准备

• 主控: ESP32-DevKitC 或兼容开发板（3.3V 逻辑）
• ADC: ADS1015（I2C，建议与 ESP32 I2C 速率 400kHz）
• 显示: 0.96" SSD1306 OLED I2C（常用地址 0x3C）
• 压力传感器: 供电 5V，输出 0.54.5V（量程 00.2MPa）
• 若 ADS1015 供电为 3.3V，请务必加入分压或限压，避免 4.5V 直接进入 ADC！

接线说明

默认 I2C 引脚为 SDA=21, SCL=22（可在 src/main.cpp 里通过 I2C_SDA_PIN/I2C_SCL_PIN 修改）。

1. I2C 连接（共用总线）

• ESP32 3V3 → SSD1306 VCC

• ESP32 GND → SSD1306 GND

• ESP32 GPIO21 (SDA) → SSD1306 SDA

• ESP32 GPIO22 (SCL) → SSD1306 SCL

• ESP32 3V3 或 5V → ADS1015 VDD（推荐 3.3V 上拉逻辑更安全）

• ESP32 GND → ADS1015 GND

• ESP32 GPIO21 (SDA) → ADS1015 SDA

• ESP32 GPIO22 (SCL) → ADS1015 SCL

• ADS1015 ADDR → GND（地址 0x48，若接到 VDD/或其它，地址会不同）

2. 传感器-ADC 接线（单端 A0）

• 传感器 V+ (5V) → 5V 电源
• 传感器 GND → 系统 GND
• 传感器 OUT (0.5~4.5V) → 分压网络 → ADS1015 A0

分压建议

• 如果 ADS1015 以 3.3V 供电，A0 最大输入不应超过参考范围（按增益配置）。建议做分压，例如 R1=10kΩ 与 R2=10kΩ（1:1 分压），将 4.5V 降到约 2.25V。
• 分压连接：传感器输出 → R1 → 节点(接 A0) → R2 → GND。
• 在代码顶部可设置电阻值用于反推传感器端电压：R1_OHMS、R2_OHMS。

软件与依赖

• PlatformIO（VSCode/Cursor）
• 依赖库（platformio.ini 已配置）：
  • Adafruit ADS1X15
  • Adafruit SSD1306
  • Adafruit GFX Library

构建与烧录

1. 打开本工程目录。
2. 连接 ESP32 到电脑。
3. 选择合适的串口，执行编译与上传（PlatformIO: Upload）。
4. 打开串口监视器，波特率 115200。

屏幕显示与功能

• 顶部状态条显示功能名与状态（OK/ERR）。
• 中央大号字体显示实时压力值（单位 MPa）。
• 底部显示传感器端电压 Vs，并提供相对满量程的进度条。

参数与校准

在 src/main.cpp 顶部可配置：

• SENSOR_MIN_V/SENSOR_MAX_V：传感器 0MPa 与满量程的电压（默认 0.5V~4.5V）。
• PRESSURE_FULL_SCALE_MPA：满量程压力（默认 0.2MPa）。
• ZERO_TRIM_V：零点微调（V）。
• SPAN_SCALE：跨度微调（倍率）。
• R1_OHMS/R2_OHMS：分压电阻值（未分压则设为 0）。
• ADS_GAIN：ADS1015 增益（默认 GAIN_ONE ±4.096V；若 ADC 端电压可能更高可改为 GAIN_TWOTHIRDS）。

校准步骤建议：

1. 在无压力状态，观察 Vs 是否接近 SENSOR_MIN_V，必要时调整 ZERO_TRIM_V 至读数接近 0MPa。
2. 在已知压力点（如 0.1MPa），调节 SPAN_SCALE 使显示读数接近真实值。
3. 校准完成后记录参数，固定使用。

故障与排查

• 屏幕显示 ADS1015 MISSING：I2C 地址、接线或供电问题。
• 屏幕显示 SENSOR INVALID：采样电压无效或超出范围，检查分压与增益设置。
• 串口输出含有 [WARN] ADC read invalid：原始电压异常（可能为过压、浮空、断线）。

许可证

MIT

HTTP 上报与本地测试

• 固件每 5 秒会向 http://<SERVER_HOST>:<SERVER_PORT><SERVER_PATH> 发送 JSON：

curl -X POST http://localhost:5000/data \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"device_id":"test","timestamp":"2023-01-01T12:00:00Z","pressure":0.1,"voltage":2.5}'

• 在 src/main.cpp 中通过以下宏配置：SERVER_HOST（建议用电脑的局域网 IP，不要用 localhost）、SERVER_PORT（默认 5000）、SERVER_PATH（默认 /data）、DEVICE_ID。
• 同时设置 WIFI_SSID、WIFI_PASSWORD。

Flask 简易示例（本地调试）

from flask import Flask, request
app = Flask(__name__)

@app.route('/data', methods=['POST'])
def data():
    print(request.json)
    return {'ok': True}

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

启动说明（重要）：

• 请将 SERVER_HOST 改为你电脑的局域网 IP（例如 192.168.1.100），不要用 localhost。ESP32 通过路由器访问电脑服务。
• 若需要我等待你启动服务：请告知我，我将等待 30 秒再继续。