Stwórz własny termometr pokojowy i miernik wilgotności z Arduino

Tworzenie własnego gadżetu do pomiaru temperatury/wilgotności może być zabawnym i satysfakcjonującym doświadczeniem. Korzystając z mikrokontrolera Arduino, ten projekt DIY może być używany do monitorowania temperatury i wilgotności w pomieszczeniu, szczególnie w gorące lata.

Co więcej, może również pomóc w ocenie wydajności klimatyzatora. Do pomiaru temperatury i wilgotności użyjemy czujnika elektronicznego, który zostanie podłączony do mikrokontrolera, który będzie pobierał dane z czujnika i prezentował je na wyświetlaczu.

Co będziesz potrzebował

Do tego projektu DIY będziemy potrzebować następujących elementów:

• Mikrokontroler Arduino Mega
• Łączenie przewodów
• Kabel USB typu A na USB typu B
• czujnik DHT22
• Wyświetlacz LCD 16x2
• Laptop lub komputer z oprogramowanie Arduino zainstalowany
• deska do krojenia chleba (zobacz nasz przewodnik do za pomocą deski do krojenia chleba)
• Rezystory lub potencjometr

Krok 1: Podłącz mikrokontroler Arduino Mega

Podłącz płytkę Arduino do komputera PC lub laptopa za pomocą kabla USB. Ten kabel nie tylko zasila moduł Arduino i działa jako jego zasilacz, ale także umożliwia komputerowi komunikację z płytą Arduino w celu wykonania kodu i poleceń. Po podłączeniu za pomocą kabla USB do komputera, Arduino pokazuje, że jest w stanie operacyjnym, włączając diodę LED.

Z paska menu Arduino IDE przejdź do Narzędzia zakładkę i wybierz Arduino Mega od Tablica opcje. Podobnie wybierz port COM pod tym samym Narzędzia patka.

Krok 2: Przygotuj czujnik i wyświetlacz LCD

Projekt wykorzystuje czujnik temperatury/wilgotności DHT22 oraz ekran LCD 16x2, do którego potrzebne są odpowiednie biblioteki Arduino IDE.

Czujnik DHT22

DHT11 i DHT22 to elektroniczne czujniki mierzące temperaturę i wilgotność otoczenia. Działają na podobnych zasadach, różnią się jednak zakresami specyfikacji. W tym projekcie dla majsterkowiczów używamy czujnika DHT 22 (konkretnie przewodowej wersji AM2302). DHT22 jest lepszą opcją pod względem szerokiego zakresu i dokładności zarówno do wykrywania temperatury, jak i wilgotności.

Moduł DHT22/AM2302 posiada trzy piny o następującej konfiguracji:

Najłatwiejszym sposobem wykorzystania czujników DHT z mikrokontrolerami Arduino jest instalacja DHT.h biblioteki, która może być używana zarówno dla czujników DHT11, jak i DHT22. Ta biblioteka jest zwykle preinstalowana w Arduino IDE. Jeśli jest niedostępny, możesz go zainstalować z Kierownik biblioteki pod Narzędzia patka.

Wyświetlacz LCD 16x2

Aby pokazać odczyty czujnika, używamy wyświetlacza LCD 16x2 wyświetlacz dla Arduino. Ten wyświetlacz ma 16 styków sprzętowych i wymaga interfejsu mikrokontrolera do sterowania jego funkcjonalnością. W poniższej tabeli przedstawiono styki sprzętowe wyświetlacza LCD i ich funkcje.

Wyświetlacz LCD 16x2 może wyświetlać dane przy użyciu czterech lub ośmiu szyn danych. Tutaj używamy czterech szyn danych z mikrokontrolera do wyświetlacza LCD. Tylko cztery piny danych (DB4 do DB7) wyświetlacza LCD 16x2 są podłączone do Arduino, wraz z pinami RS (Register Select) i EN (Enable).

W trybie 4-bitowym dane/polecenia są wysyłane w 4-bitowym formacie półbajtowym. Najpierw wysyła wyższy 4-bitowy, a następnie niższy 4-bitowy danych/polecenia. Dzięki takim połączeniom możemy zaoszczędzić cztery piny GPIO w naszym Arduino, które możemy wykorzystać do innej aplikacji. Należy pamiętać, że celem pinów 15 i 16 (dioda LED tła) jest oświetlenie wyświetlacza, tylko w celu poprawy widoczności.

Możesz użyć LiquidCrystal.h Biblioteka Arduino do sterowania wyświetlaczem LCD 16x2. Ta biblioteka jest zwykle preinstalowana. Jeśli jest niedostępny, możesz go zainstalować z Kierownik biblioteki pod Narzędzia zakładka w Arduino IDE.

Krok 3: Zbuduj obwód, aby połączyć czujnik i wyświetlacz LCD

W tym obwodzie zastosowano następujący schemat połączeń.

Płytka Arduino Mega zapewnia połączenia zasilania zarówno z wyświetlaczem LCD, jak i czujnikiem, ponieważ są to moduły o niskim poborze mocy i można nimi łatwo zarządzać za pomocą tej płytki. Do regulacji jasności wyświetlacza LCD używamy rezystorowego dzielnika napięcia, umieszczonego w taki sposób, że około 0,1 V do 0,5 V jest dostarczane do styku 3 (VEE) wyświetlacza LCD w celu uzyskania optymalnej jasności. Alternatywnie zamiast tego dzielnika napięcia można zastosować potencjometr. Pin 5 (R/W) wyświetlacza LCD jest ustawiony na masę dla funkcji tylko do zapisu.

Krok 4: Prześlij swój kod do Arduino

Nadszedł czas, aby przesłać swój kod na płytkę Arduino Mega, aby wykonać wymagane zadanie, które obejmuje pobranie danych czujnika z DHT22 i wyświetlenie ich na wyświetlaczu LCD.

Kod dla tego projektu jest dostępny tutaj GitHub repo.

Kod jest zaprojektowany zgodnie z połączeniami przewodów obwodu pokazanego w kroku 3. Teraz możesz go przetestować w celu oceny wydajności.

Testowanie modułu

Aby czujnik działał prawidłowo i wykrywał temperaturę oraz wilgotność, trzymamy go kilka centymetrów nad kubkiem z gorącą wodą (wydzielającą gorące opary). Nie zanurzaj czujnika DHT 22 w wodzie, gdyż grozi to zwarciem i trwałym uszkodzeniem czujnika! Po kilku sekundach można zaobserwować procentowy wzrost temperatury i wilgotności, co świadczy o prawidłowej pracy modułu.

Zbudowałeś swój własny termometr i miernik wilgotności

Teraz, gdy zbudowałeś już swój własny termometr i miernik wilgotności, możesz rozszerzyć ten pomysł, dodając pilota monitorowanie temperatury i wilgotności poprzez przesyłanie tych informacji do innego urządzenia za pomocą Wi-Fi lub Bluetooth adapter. Możesz również użyć danych czujnika z tego modułu, aby włączyć klimatyzator pokojowy lub system wyciągowy automatycznie włącza się i wyłącza zgodnie z żądanymi ustawieniami, aby utrzymać temperaturę/wilgotność w pomieszczeniu lub Miejsce pracy.