Направете свой собствен стаен термометър и влагомер с Arduino

Създаването на ваша собствена джаджа за измерване на температура/влажност може да бъде забавно и полезно изживяване. Използвайки микроконтролер Arduino, този проект „Направи си сам“ може да се използва за наблюдение на температурата и влажността в стаята ви, особено през горещите лета.

Освен това може да ви помогне да оцените работата на вашия климатик. За отчитане на температурата и влажността ще използваме електронен сензор, който ще бъде свързан към микроконтролер, който ще извлича данни от сензора и ще ги представя на дисплей.

Какво ще Ви е необходимо

За този проект „Направи си сам“ ще ни трябват следните компоненти:

• Arduino Mega микроконтролер
• Свързващи проводници
• USB Type-A към USB Type-B кабел
• Сензор DHT22
• LCD 16x2 дисплей
• Лаптоп или компютър с Софтуер Arduino инсталиран
• Breadboard (вижте нашето ръководство за с помощта на макет)
• Резистори или потенциометър

Стъпка 1: Свържете Arduino Mega Microcontroller

Свържете платката Arduino към вашия компютър или лаптоп с помощта на USB кабела. Този кабел не само захранва модула Arduino и действа като негово захранване, но също така позволява на компютъра да комуникира с платката Arduino за изпълнение на код и команди. Когато е свързан чрез USB кабел към компютъра, Arduino показва, че е в работно състояние, като включва своята LED светлина.

От лентата с менюта на Arduino IDE отидете на Инструменти раздел и изберете Ардуино Мега от дъска настроики. По същия начин изберете COM порта под същото Инструменти раздел.

Стъпка 2: Подгответе сензора и LCD дисплея

Проектът използва сензор за температура/влажност DHT22 и 16x2 LCD екран, за които ще ви трябват съответните библиотеки на Arduino IDE.

Сензор DHT22

DHT11 и DHT22 са електронни сензори, които измерват температурата и нивото на влажност на околната среда. Те работят на сходни принципи, но се различават по своите спецификационни диапазони. За този проект „Направи си сам“ използваме сензор DHT 22 (по-специално версията AM2302 с кабел). DHT22 е по-добър вариант по отношение на широк обхват и точност както за отчитане на температура, така и на влажност.

Модулът DHT22 / AM2302 има три пина със следната конфигурация:

Най-лесният начин да използвате DHT сензори с микроконтролери Arduino е да инсталирате DHT.h библиотека, която може да се използва както за DHT11, така и за DHT22 сензори. Тази библиотека обикновено е предварително инсталирана в Arduino IDE. Ако не е наличен, можете да го инсталирате от Мениджър на библиотеката под Инструменти раздел.

LCD 16x2 дисплей

За да покажем показанията на сензора, използваме 16x2 LCD дисплей за Arduino. Този дисплей има 16 хардуерни пина и се нуждае от интерфейс на микроконтролер, за да контролира неговата функционалност. Следната таблица показва хардуерните щифтове на LCD дисплея и тяхната функционалност.

16x2 LCD може да показва или с помощта на четири или осем шини за данни. Тук използваме четири шини за данни от микроконтролера до LCD. Само четири пина за данни (DB4 до DB7) на 16x2 LCD са свързани към Arduino, заедно с щифтовете RS (Избор на регистър) и EN (Активиране).

В 4-битов режим данните/командите се изпращат в 4-битов формат на нибъл. Първо, той изпраща по-високи 4-бита и след това изпраща по-ниски 4-бита от данните/командата. Благодарение на такива връзки можем да спестим четири GPIO пина на нашия Arduino, които могат да се използват за друго приложение. Обърнете внимание, че предназначението на щифтове 15 и 16 (фонов светодиод) е да осветяват дисплея, само за подобрена видимост.

Можете да използвате LiquidCrystal.h Библиотека на Arduino за управление на 16x2 LCD. Тази библиотека обикновено е предварително инсталирана. Ако не е наличен, можете да го инсталирате от Мениджър на библиотеката под Инструменти раздел в Arduino IDE.

Стъпка 3: Изградете верига за свързване на сензор и LCD

За тази схема се използва следната схема на свързване.

Платката Arduino Mega осигурява захранващи връзки както към LCD, така и към сензора, тъй като те са модули с ниска мощност и могат лесно да се управляват чрез тази платка. За контрол на яркостта на LCD дисплея ние използваме резисторен делител на напрежението, поставен така, че около 0,1 V до 0,5 V да се подава към Pin 3 (VEE) на LCD дисплея за оптимална яркост. Като алтернатива може да се използва потенциометър вместо този делител на напрежение. Пин 5 (R/W) на LCD дисплея е настроен на Ground за функция само за запис.

Стъпка 4: Качете вашия код в Arduino

Сега е моментът да качите вашия код на платката Arduino Mega, за да изпълните необходимата задача, която включва извличане на данни от сензора от DHT22 и показването им на LCD.

Кодът за този проект е достъпен от тук GitHub репо.

Кодът е проектиран според кабелните връзки на веригата, показана в стъпка 3. Сега можете да го тествате за оценка на ефективността.

Тестване на модула

За да се уверим, че сензорът работи правилно и отчита температура и влажност, ние държим сензора на няколко инча над чаша гореща вода (излъчваща горещи пари). Не потапяйте сензора DHT 22 във вода, тъй като това може да доведе до късо съединение и да причини трайна повреда на сензора! След няколко секунди може да се наблюдава повишаване на температурата и процента на влажност, което показва, че модулът работи добре.

Създадохте свой собствен термометър и влагомер

Сега, след като сте създали свой собствен термометър и влагомер, можете допълнително да разширите тази идея, като включите дистанционно наблюдение на температурата и влажността чрез предаване на тази информация на друго устройство чрез Wi-Fi или Bluetooth адаптер. Можете също така да използвате данните от сензора от този модул, за да активирате стаен климатик или изпускателна система автоматично се включва и изключва според желаните настройки, за да поддържа температура/влажност във вашата стая или работно място.