Φτιάξτε το δικό σας θερμόμετρο δωματίου και μετρητή υγρασίας με το Arduino

Η δημιουργία του δικού σας gadget μέτρησης θερμοκρασίας/υγρασίας μπορεί να είναι μια διασκεδαστική και ικανοποιητική εμπειρία. Χρησιμοποιώντας έναν μικροελεγκτή Arduino, αυτό το έργο DIY μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας και της υγρασίας του δωματίου σας, ειδικά τα ζεστά καλοκαίρια.

Επιπλέον, μπορεί επίσης να σας βοηθήσει να αξιολογήσετε την απόδοση του κλιματιστικού σας. Για την ανίχνευση θερμοκρασίας και υγρασίας, θα χρησιμοποιήσουμε έναν ηλεκτρονικό αισθητήρα, ο οποίος θα συνδεθεί με έναν μικροελεγκτή που θα ανακτά δεδομένα από τον αισθητήρα και θα τα παρουσιάζει σε οθόνη.

Τι θα χρειαστείτε

Για αυτό το έργο DIY, θα χρειαστούμε τα ακόλουθα στοιχεία:

• Μικροελεγκτής Arduino Mega
• Καλώδια σύνδεσης
• Καλώδιο USB Type-A σε USB Type-B
• Αισθητήρας DHT22
• Οθόνη LCD 16x2
• Φορητός υπολογιστής ή υπολογιστής με Λογισμικό Arduino εγκατασταθεί
instagram viewer
• Breadboard (δείτε τον οδηγό μας για χρησιμοποιώντας ένα breadboard)
• Αντιστάσεις ή ποτενσιόμετρο

Βήμα 1: Συνδέστε τον μικροελεγκτή Arduino Mega

Συνδέστε την πλακέτα Arduino στον υπολογιστή ή τον φορητό υπολογιστή σας χρησιμοποιώντας το καλώδιο USB. Αυτό το καλώδιο όχι μόνο τροφοδοτεί τη μονάδα Arduino και λειτουργεί ως τροφοδοτικό της, αλλά επιτρέπει επίσης στον υπολογιστή να επικοινωνεί με την πλακέτα Arduino για εκτέλεση κώδικα και εντολές. Όταν συνδέεται μέσω καλωδίου USB στον υπολογιστή, το Arduino δείχνει ότι βρίσκεται σε κατάσταση λειτουργίας ενεργοποιώντας τη λυχνία LED του.

Από τη γραμμή μενού του Arduino IDE, μεταβείτε στο Εργαλεία καρτέλα και επιλέξτε Arduino Mega από το Σανίδα επιλογές. Ομοίως, επιλέξτε τη θύρα COM κάτω από την ίδια Εργαλεία αυτί.

Βήμα 2: Προετοιμάστε τον αισθητήρα και την οθόνη LCD

Το έργο χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα θερμοκρασίας/υγρασίας DHT22 και μια οθόνη LCD 16x2, για την οποία θα χρειαστείτε τις σχετικές βιβλιοθήκες Arduino IDE.

Αισθητήρας DHT22

Οι DHT11 και DHT22 είναι ηλεκτρονικοί αισθητήρες που μετρούν το επίπεδο θερμοκρασίας και υγρασίας του περιβάλλοντος. Λειτουργούν με παρόμοιες αρχές, αλλά διαφέρουν ως προς το εύρος προδιαγραφών τους. Για αυτό το έργο DIY, χρησιμοποιούμε έναν αισθητήρα DHT 22 (συγκεκριμένα, την ενσύρματη έκδοση AM2302). Το DHT22 είναι μια καλύτερη επιλογή όσον αφορά το ευρύ φάσμα και την ακρίβεια τόσο για την ανίχνευση θερμοκρασίας όσο και για την υγρασία.

Η μονάδα DHT22 / AM2302 έχει τρεις ακίδες με την ακόλουθη διαμόρφωση:

Ο ευκολότερος τρόπος χρήσης αισθητήρων DHT με μικροελεγκτές Arduino είναι η εγκατάσταση του DHT.h βιβλιοθήκη, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για αισθητήρες DHT11 όσο και για DHT22. Αυτή η βιβλιοθήκη είναι συνήθως προεγκατεστημένη στο Arduino IDE. Εάν δεν είναι διαθέσιμο, μπορείτε να το εγκαταστήσετε από Υπεύθυνος βιβλιοθήκης σύμφωνα με το Εργαλεία αυτί.

Οθόνη LCD 16x2

Για να εμφανίσουμε τις ενδείξεις του αισθητήρα, χρησιμοποιούμε μια οθόνη LCD 16x2 οθόνη για το Arduino. Αυτή η οθόνη διαθέτει 16 ακίδες υλικού και χρειάζεται μια διεπαφή μικροελεγκτή για τον έλεγχο της λειτουργικότητάς της. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις ακίδες υλικού της LCD και τη λειτουργικότητά τους.

Η οθόνη LCD 16x2 μπορεί να εμφανίσει είτε χρησιμοποιώντας τέσσερις διαύλους δεδομένων είτε οκτώ διαύλους δεδομένων. Εδώ χρησιμοποιούμε τέσσερις διαύλους δεδομένων από τον μικροελεγκτή στην οθόνη LCD. Μόνο τέσσερις ακίδες δεδομένων (DB4 έως DB7) της LCD 16x2 συνδέονται στο Arduino, μαζί με τις ακίδες RS (Επιλογή εγγραφής) και EN (Ενεργοποίηση).

Στη λειτουργία 4 bit, τα δεδομένα/εντολές αποστέλλονται σε μορφή nibble 4 bit. Αρχικά, στέλνει ένα υψηλότερο 4-bit και μετά στέλνει ένα χαμηλότερο 4-bit των δεδομένων/εντολών. Λόγω τέτοιων συνδέσεων, μπορούμε να αποθηκεύσουμε τέσσερις ακίδες GPIO στο Arduino μας, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλη εφαρμογή. Σημειώστε ότι ο σκοπός των ακίδων 15 και 16 (LED φόντου) είναι να φωτίζουν την οθόνη, μόνο για βελτιωμένη ορατότητα.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το LiquidCrystal.χ Βιβλιοθήκη Arduino για έλεγχο της οθόνης LCD 16x2. Αυτή η βιβλιοθήκη είναι συνήθως προεγκατεστημένη. Εάν δεν είναι διαθέσιμο, μπορείτε να το εγκαταστήσετε από Υπεύθυνος βιβλιοθήκης σύμφωνα με το Εργαλεία καρτέλα στο Arduino IDE.

Βήμα 3: Δημιουργήστε το κύκλωμα για τη σύνδεση αισθητήρα και LCD

Για αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιείται το ακόλουθο σχήμα σύνδεσης.

Η πλακέτα Arduino Mega παρέχει συνδέσεις ρεύματος τόσο στην οθόνη LCD όσο και στον αισθητήρα, καθώς είναι μονάδες χαμηλής κατανάλωσης και μπορούν εύκολα να διαχειρίζονται μέσω αυτής της πλακέτας. Για τον έλεγχο της φωτεινότητας της οθόνης LCD, χρησιμοποιούμε έναν διαιρέτη τάσης αντίστασης, τοποθετημένο έτσι ώστε περίπου 0,1 V έως 0,5 V παρέχεται στον ακροδέκτη 3 (VEE) της οθόνης LCD για βέλτιστη φωτεινότητα. Εναλλακτικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ποτενσιόμετρο στη θέση αυτού του διαιρέτη τάσης. Ο ακροδέκτης 5 (R/W) της οθόνης LCD έχει ρυθμιστεί σε Γείωση για λειτουργία μόνο εγγραφής.

Βήμα 4: Ανεβάστε τον Κώδικά σας στο Arduino

Τώρα είναι η ώρα να ανεβάσετε τον κωδικό σας στην πλακέτα Arduino Mega για να εκτελέσετε την απαιτούμενη εργασία, η οποία περιλαμβάνει την ανάκτηση δεδομένων αισθητήρα από το DHT22 και την εμφάνισή τους στην οθόνη LCD.

Ο κωδικός για αυτό το έργο είναι διαθέσιμος από αυτό GitHub ρεπο.

Ο κωδικός έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με τις συνδέσεις καλωδίωσης του κυκλώματος που φαίνονται στο βήμα 3. Τώρα μπορείτε να το δοκιμάσετε για αξιολόγηση απόδοσης.

Δοκιμή της ενότητας

Για να διασφαλίσουμε ότι ο αισθητήρας λειτουργεί σωστά και ανιχνεύει τη θερμοκρασία και την υγρασία, κρατάμε τον αισθητήρα μερικές ίντσες πάνω από ένα φλιτζάνι ζεστό νερό (εκπέμποντας ζεστούς ατμούς). Μην βυθίζετε τον αισθητήρα DHT 22 στο νερό, γιατί μπορεί να προκληθεί βραχυκύκλωμα και να προκληθεί μόνιμη βλάβη στον αισθητήρα! Μετά από λίγα δευτερόλεπτα, μπορεί να παρατηρηθεί μια αύξηση στο ποσοστό θερμοκρασίας και υγρασίας, γεγονός που δείχνει ότι η μονάδα λειτουργεί κανονικά.

Κατασκευάσατε το δικό σας θερμόμετρο και μετρητή υγρασίας

Τώρα που έχετε φτιάξει το δικό σας θερμόμετρο και μετρητή υγρασίας, μπορείτε να επεκτείνετε περαιτέρω αυτήν την ιδέα ενσωματώνοντας τηλεχειριστήριο παρακολούθηση της θερμοκρασίας και της υγρασίας μεταδίδοντας αυτές τις πληροφορίες σε άλλη συσκευή χρησιμοποιώντας Wi-Fi ή Bluetooth προσαρμογέας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τα δεδομένα αισθητήρα από αυτή τη μονάδα για να ενεργοποιήσετε το κλιματιστικό του δωματίου σας ή το σύστημα εξάτμισης ενεργοποίηση και απενεργοποίηση αυτόματα σύμφωνα με τις επιθυμητές ρυθμίσεις, για διατήρηση της θερμοκρασίας/υγρασίας μέσα στο δωμάτιό σας ή ΧΩΡΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ.