Készítse el saját szobahőmérőjét és páratartalmát az Arduino segítségével

Saját hőmérséklet/páratartalom-mérő modul létrehozása szórakoztató és hasznos élmény lehet. Egy Arduino mikrokontroller segítségével ez a barkácsprojekt felhasználható a szobahőmérséklet és a páratartalom figyelésére, különösen forró nyáron.

Ezenkívül segíthet a légkondicionáló teljesítményének értékelésében is. A hőmérséklet és a páratartalom érzékeléséhez elektronikus érzékelőt fogunk használni, amely egy mikrokontrollerhez kapcsolódik, amely az érzékelő adatait lekéri és megjeleníti a kijelzőn.

Amire szüksége lesz

Ehhez a barkácsprojekthez a következő alkatrészekre lesz szükségünk:

• Arduino Mega mikrokontroller
• Csatlakozó vezetékek
• USB Type-A – USB Type-B kábel
• DHT22 érzékelő
• LCD 16x2 kijelző
• Laptop vagy számítógép vele Arduino szoftver telepítve
• Breadboard (lásd útmutatónkat a kenyérsütődeszka segítségével)
• Ellenállások vagy potenciométer

1. lépés: Csatlakoztassa az Arduino Mega mikrokontrollert

Csatlakoztassa az Arduino kártyát számítógépéhez vagy laptopjához az USB-kábellel. Ez a kábel nem csak az Arduino modult táplálja, és annak tápegységeként is működik, hanem lehetővé teszi a számítógép számára, hogy kommunikáljon az Arduino kártyával a kód végrehajtásához és a parancsokhoz. Amikor USB-kábellel csatlakozik a számítógéphez, az Arduino a LED-lámpája bekapcsolásával jelzi, hogy működőképes.

Az Arduino IDE menüsorából lépjen a következőre: Eszközök fület, és válassza ki Arduino Mega tól Tábla lehetőségek. Hasonlóképpen válassza ki a COM portot is Eszközök lapon.

2. lépés: Készítse elő az érzékelőt és az LCD-t

A projekt egy DHT22 hőmérséklet-/páratartalom-érzékelőt és egy 16x2-es LCD-képernyőt használ, amelyekhez szüksége lesz a megfelelő Arduino IDE könyvtárakra.

DHT22 érzékelő

A DHT11 és DHT22 elektronikus érzékelők, amelyek mérik a környezet hőmérsékletét és páratartalmát. Hasonló elven működnek, de specifikációs tartományukban különböznek. Ehhez a barkácsprojekthez DHT 22 érzékelőt használunk (konkrétan a vezetékes AM2302 verziót). A DHT22 jobb választás a széles tartomány és a pontosság szempontjából mind a hőmérséklet, mind a páratartalom érzékeléséhez.

A DHT22 / AM2302 modul három érintkezővel rendelkezik a következő konfigurációval:

A DHT érzékelők Arduino mikrokontrollerekkel való használatának legegyszerűbb módja a DHT.h könyvtár, amely mind a DHT11, mind a DHT22 szenzorokhoz használható. Ez a könyvtár általában előre telepítve van az Arduino IDE-ben. Ha nem elérhető, telepítheti innen Könyvtárvezető alatt Eszközök lapon.

LCD 16x2 kijelző

Az érzékelő leolvasásának megjelenítéséhez 16x2-es LCD-t használunk kijelző az Arduino számára. Ez a kijelző 16 hardveres tűvel rendelkezik, és működésének vezérléséhez mikrokontroller interfészre van szüksége. Az alábbi táblázat az LCD hardver érintkezőit és azok működését mutatja be.

A 16x2-es LCD négy adatbusz vagy nyolc adatbusz segítségével képes megjeleníteni. Itt négy adatbuszt használunk a mikrokontrollertől az LCD-ig. A 16x2-es LCD-nek csak négy adat (DB4–DB7) érintkezője csatlakozik az Arduino-hoz, az RS (Register Select) és EN (Enable) érintkezők mellett.

4 bites módban az adatok/parancsok 4 bites nibble formátumban kerülnek elküldésre. Először egy magasabb 4 bites, majd egy alacsonyabb 4 bites adatot/parancsot küld. Az ilyen kapcsolatoknak köszönhetően négy GPIO pint menthetünk el Arduinónkon, amelyeket más alkalmazáshoz is használhatunk. Vegye figyelembe, hogy a 15. és 16. láb (háttér LED) célja a kijelző megvilágítása, csak a jobb láthatóság érdekében.

Használhatja a LiquidCrystal.h Arduino könyvtár a 16x2-es LCD vezérléséhez. Ez a könyvtár általában előre telepítve van. Ha nem elérhető, telepítheti innen Könyvtárvezető alatt Eszközök lapon az Arduino IDE-ben.

3. lépés: Építse fel az áramkört az érzékelő és az LCD csatlakoztatásához

Ehhez az áramkörhöz a következő csatlakozási sémát használjuk.

Az Arduino Mega kártya tápcsatlakozást biztosít mind az LCD-hez, mind az érzékelőhöz, mivel ezek alacsony fogyasztású modulok, és könnyen kezelhetők ezen a kártyán keresztül. Az LCD fényerejének szabályozásához ellenállás-feszültségosztót használunk, amely úgy van elhelyezve, hogy az optimális fényerő érdekében körülbelül 0,1–0,5 V feszültséget biztosítson az LCD 3. érintkezőjéhez (VEE). Alternatív megoldásként a feszültségosztó helyett potenciométer is használható. Az LCD-kijelző 5. érintkezője (R/W) földre van állítva a csak írási funkcióhoz.

4. lépés: Töltse fel kódját az Arduino-ba

Itt az ideje, hogy feltöltse kódját az Arduino Mega kártyára, hogy végrehajtsa a szükséges feladatot, amely magában foglalja a szenzoradatok lekérését a DHT22-ről és az LCD-n való megjelenítését.

A projekt kódja innen érhető el GitHub repo.

A kód a 3. lépésben bemutatott áramkör vezetékcsatlakozásai szerint készült. Most tesztelheti teljesítményértékelés céljából.

A modul tesztelése

Annak érdekében, hogy az érzékelő megfelelően működjön, és érzékelje a hőmérsékletet és a páratartalmat, az érzékelőt néhány centiméterrel egy csésze forró víz felett tartjuk (forró gőzöket bocsát ki). Ne merítse vízbe a DHT 22 érzékelőt, mert rövidzárlatot okozhat, és az érzékelő maradandó károsodását okozhatja! Néhány másodperc múlva a hőmérséklet és a páratartalom emelkedése figyelhető meg, ami azt mutatja, hogy a modul jól működik.

Megépítette saját hőmérőjét és páratartalommérőjét

Most, hogy elkészítette saját hőmérőjét és páratartalommérőjét, tovább bővítheti ezt az ötletet a távirányító beépítésével a hőmérséklet és a páratartalom figyelése azáltal, hogy ezeket az információkat egy másik eszközre továbbítja Wi-Fi vagy Bluetooth segítségével adapter. Az ebből a modulból származó szenzoradatokat arra is használhatja, hogy a szobai légkondicionálót vagy kipufogórendszert bekapcsolja automatikusan be- és kikapcsol a kívánt beállításoknak megfelelően, hogy fenntartsa a hőmérsékletet/páratartalmat a helyiségben vagy munkahely.