9 年级 · 从 USB 到现场系统：ESP32 水质监测
浊度与分压器
按照学生学习资料，搭建、测试并记录水质监测系统的当前阶段。
这是预备课程资料，请在老师介绍后开始，目前不是已布置的作业。
本课资料
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第 8 课：浊度与分压器
搭建、测量并保护 GPIO2
9 年级 MYP 设计 | 从 USB 到现场系统
| 姓名：__________________ | 班级／小组：__________________ | 日期：__________________ |
| 今日目标 • 为浊度模块提供 5V 电源。• 搭建并检查电阻分压器。• 在 GPIO2 读取安全的分压信号。 |
关键术语
| 术语 | 操作性定义 |
| 浊度 | |
| 模拟输出 | |
| 分压器 | |
| 原始信号 | |
| 测量点 | |
| 地 | |
| 比例 |
| 不可跳过测量关卡：确认分压点电压低于 3.3V 前，GPIO2 必须保持断开。 |
1. 接线表
| LM2596.OUT+ (5V) -> TURBIDITY.+LM2596.OUT- -> TURBIDITY.-TURBIDITY switch -> A (analog)TURBIDITY.A/D -> 10kΩ -> DIVIDER_POINTDIVIDER_POINT -> 20kΩ -> GNDDIVIDER_POINT -> ESP32.GPIO2 [ONLY AFTER VOLTAGE CHECK] |
2. 电阻检查
| 电阻 | 色环或实测阻值 | 位置 |
| 10kΩ | A/D 至分压点 | |
| 20kΩ | 分压点至 GND |
3. 万用表检查关卡
| 测量项 | 黑表笔 | 红表笔 | 预期值 | 实测值 | 是否通过？ |
| 传感器供电 | GND | 浊度模块 + | 约 5V | ||
| 原始信号 | GND | A/D | 0 至约 4.5V | ||
| 安全分压 | GND | 分压点 | 低于 3.3V |
4. 计算
分压器输出占原始信号的比例为 20k ÷ (10k + 20k) = ____________。
原始 A/D 电压为 4.5V 时，预期分压输出为：__________________________
5. 测试代码
| #define TURBIDITY_PIN 2const float DIVIDER_MULTIPLIER = 1.5;void setup() { Serial.begin(115200); analogReadResolution(12); analogSetPinAttenuation(TURBIDITY_PIN, ADC_11db); Serial.println("raw,gpio_V,estimated_sensor_V");}void loop() { int raw = analogRead(TURBIDITY_PIN); float gpioV = raw * (3.3 / 4095.0); float sensorV = gpioV * DIVIDER_MULTIPLIER; Serial.print(raw); Serial.print(','); Serial.print(gpioV, 3); Serial.print(','); Serial.println(sensorV, 3); delay(1000);} |
6. 解释 20kΩ 电阻的作用
为什么 20kΩ 电阻要从 GPIO2 所在点接到地？为什么仅串联一个 10kΩ 电阻并不等效？