开源超低功耗 CO₂检测仪

CO2 Canary 是一款开源硬件(Open-hardware)超低功耗 CO₂检测仪,用来监测室内二氧化碳浓度、评估空气质量,硬件 PCB 基于 KiCad 设计、固件采用 Rust 开发,整套方案完全开源可复刻。

开源超低功耗 CO₂检测仪封面
oshw_hqzl2026-06-03 17:20:22CC BY 3.0
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PCBA

设计文件

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详细介绍

CO2 Canary 是一款开源硬件(Open-hardware)超低功耗 CO₂检测仪,用来监测室内二氧化碳浓度、评估空气质量,硬件 PCB 基于 KiCad 设计、固件采用 Rust 开发,整套方案完全开源可复刻。

产品核心功能(Features)

  1. 续航:锂电池供电,单次满电续航≥6 个月

  2. 传感方案:搭载 Sensair Sunlight 红外 NDIR 二氧化碳传感器

    (1)量程:400~10000ppm

    (2)测量精度:±50ppm,支持传感器自校准

  3. 显示:搭载电子墨水屏,可绘制 CO₂浓度变化曲线图(超低耗电,仅刷新画面耗电)

  4. 预留通信:规划支持 WiFi、BLE 蓝牙、Zigbee/Thread 物联网(当前固件暂未实现)

  5. 供电拓展

    (1)标配 JST PH2.0 锂电池接口 + USB-C 充电

    (2)可外接直流电源至 BAT/GND 引脚直接供电

硬件(Hardware)

  1. 设计文件:PCB 工程存放在仓库hardware目录,使用 KiCad 9 绘制,可直接导出生产文件给到嘉立创 (JLCPCB) 制板

  2. v0.1 版本现存缺陷⚠️

    • 电池电量指示灯芯片接线错误,原版 PCB 无法正常工作

    • 外壳按键丝印缺失、按键无标识,不建议直接打样采购,需等 BUG 修复后量产

固件(Firmware)

  1. 源码路径:仓库firmware文件夹

  2. 开发语言:Rust 语言,基于esp-hal(乐鑫 ESP 芯片硬件抽象层)开发,主控为 ESP32 系列 MCU

项目核心亮点

1、硬件设计亮点

  • 1. 极致超低功耗,6 个月锂电池续航

    整机优化电源架构,搭配电子墨水屏(常态零耗电,仅刷新功耗)+ 低功耗 Sensair Sunlight NDIR 二氧化碳传感器,单节锂电池实现半年免充电,摆脱传统检测仪必须插电供电的限制,任意位置免布线摆放。

  • 2. 全开源硬件,可自由复刻量产

    PCB 使用 KiCad 9 绘制,工程文件完整开源在仓库hardware目录,可直接导出生产文件交由 JLCPCB 打板;

    硬件遵循 CERN OHL v2 开源硬件协议,个人 DIY、小批量商用生产均合规。

  • 3. 灵活双供电方案

    标配:JST PH2.0 锂电座 + USB‑C 充电,日常锂电池使用、便捷充电;

    拓展:预留 BAT/GND 引脚,可外接直流电源长期固定供电,适配固定点位长期部署。

  • 4. 工业级传感配置

    选用 Sensair Sunlight 红外 NDIR 传感器:量程 400~10000ppm、精度 ±50ppm、自带自校准,对标中高端工业 CO₂检测仪的传感规格,远优于低成本电化学 CO₂模组。

2、固件软件亮点

  • Rust 嵌入式开发

    固件基于 Rust + esp-hal乐鑫硬件抽象层开发,相比传统 C 语言固件:内存安全、减少底层崩溃 BUG,同时方便后续开发者迭代扩展联网功能。

  • 功能预留可拓展

    硬件提前焊盘预留WiFi/BLE/Zigbee/Thread物联网通信引脚,当前固件暂未实现联网,后续升级固件即可接入智能家居,联动新风、开窗设备,硬件不用改版。

  • 墨水屏可视化数据

    屏幕绘制 CO₂长时间变化曲线,不只是瞬时数值,直观查看一天 / 数日浓度变化规律,便于分析房间通风规律。

3、开源生态 & 产品定位亮点

  • 双协议开源

    硬件:CERN OHL v2(开源硬件协议,图纸可改、可商用生产)

    固件:GPLv3 开源协议(驱动代码全开放,二次开发需开源衍生固件)

    软硬件全开源,DIY 玩家、小厂商均可免费基于项目二次改良。

  • 差异化产品定位

市面主流 CO₂检测仪要么插电受限摆放、要么电化学传感器精度差寿命短,本项目长续航 + 工业级传感器 + 无源护眼墨水屏,填补无市电零散点位(卧室 / 教室 / 房车)的监测空白。

4、附加细节亮点

  • 无背光电子墨水屏暗光环境不刺眼,夜间放卧室不扰眠,适配睡眠环境监测;

  • 体积紧凑便携,既可固定壁挂,也能随身放置在房车、帐篷、书房等场景。

开源许可协议

模块

开源协议

硬件 PCB 图纸

CERN OHL v2(CERN 开源硬件协议)及后续新版本

嵌入式固件

GNU GPLv3(GNU 通用公共许可证 v3)及后续新版本

💡 两种协议均为开源友好协议:硬件可自由修改、商用生产;固件修改后分发时需要开源源码。

项目地址

https://github.com/blinry/co2-canary