行空板M10面粉发酵监测容器五路传感设计

行空板 M10 面粉发酵监测容器设计

一款专为中学生物实验设计的微型发酵监测装置，将温湿度、CO2浓度、重量变化、pH值、氧气含量五路传感器集成在一个笔盒大小的3D打印容器内。数据通过SIoT平台实时上传，手机即可查看发酵过程的完整曲线。

设计背景

传统面粉发酵实验依赖经验判断，缺少量化数据支撑。本作品用五路传感器实时采集发酵过程中的关键参数，让"发没发好"从凭感觉变成看数据。

硬件方案

• 主控：行空板 M10（Python编程，板载屏幕）
• 温湿度：SHT30（精度正负0.3度）
• CO2浓度：SCD40（NDIR红外原理）
• 称重：HX711+5kg压力传感器
• pH值：模拟pH传感器+ADC模块
• 氧气：Gravity氧气传感器

结构设计

容器分为三层：底层放置主控板和电池，中层是传感器舱（密封设计），顶层是发酵腔。整个容器用PLA材料3D打印，尺寸约15cm x 6cm x 4cm，可以放进书包随身携带。

五路参数融合

发酵过程中，温度影响酵母活性，CO2产量反映发酵速率，重量变化反映水分蒸发，pH值反映酸碱度变化，氧气含量反映有氧/无氧环境切换。五个参数综合起来就能完整描述发酵进程。

SIoT数据平台

数据通过WiFi上传到SIoT物联网平台，学生用手机浏览器就能实时查看所有传感器数据的历史曲线。SIoT支持数据导出，方便学生用Excel做进一步分析。

编程实现

程序用Mind+ Python模式编写，主循环每5秒采集一次数据，上传到SIoT。行空板屏幕同时显示当前值和简单状态提示。代码结构清晰，中学生可以在老师指导下修改采样间隔、增加报警阈值等功能。

实验效果

在30度恒温条件下监测面粉发酵3小时，CO2浓度从400ppm上升到8000ppm，温度波动不超过1度，重量下降约3%（水分蒸发），pH值从6.5降到5.2。数据曲线清晰展示了发酵的三个阶段：快速启动期、稳定产气期和衰减期。