Tee oma huonelämpö- ja kosteusmittari Arduinolla

Oman lämpötilan/kosteuden mittauslaitteen luominen voi olla hauska ja palkitseva kokemus. Arduino-mikrokontrolleria käyttämällä tätä tee-se-itse-projektia voidaan käyttää huonelämpötilan ja kosteuden tarkkailuun erityisesti kuumina kesinä.

Lisäksi se voi myös auttaa sinua arvioimaan ilmastointilaitteesi suorituskykyä. Lämpötilan ja kosteuden mittaamiseen käytämme elektronista anturia, joka liitetään mikro-ohjaimeen, joka hakee tiedot anturista ja esittää sen näytöllä.

Mitä tarvitset

Tätä DIY-projektia varten tarvitsemme seuraavat komponentit:

• Arduino Mega mikro-ohjain
• Kytkentäjohdot
• USB Type-A - USB Type-B -kaapeli
• DHT22 anturi
• LCD 16x2 näyttö
• Kannettava tietokone tai tietokone Arduino ohjelmisto asennettu
• Breadboard (katso oppaamme leipälaudan avulla)
• Vastukset tai potentiometri

Vaihe 1: Liitä Arduino Mega Microcontroller

Liitä Arduino-kortti tietokoneeseen tai kannettavaan tietokoneeseen USB-kaapelilla. Tämä kaapeli ei vain käynnistä Arduino-moduulia ja toimii sen virtalähteenä, vaan antaa myös tietokoneen kommunikoida Arduino-levyn kanssa koodin suorittamista ja komentoja varten. Kun Arduino on liitetty USB-kaapelilla tietokoneeseen, se näyttää olevan toimintatilassa kytkemällä LED-valon päälle.

Siirry Arduino IDE: n valikkoriviltä kohtaan Työkalut -välilehti ja valitse Arduino Mega alkaen hallitus vaihtoehtoja. Valitse vastaavasti COM-portti saman alta Työkalut -välilehti.

Vaihe 2: Valmistele anturi ja LCD-näyttö

Projektissa käytetään DHT22-lämpötila-/kosteusanturia ja 16x2 LCD-näyttöä, joita varten tarvitset asiaankuuluvat Arduino IDE -kirjastot.

DHT22 anturi

DHT11 ja DHT22 ovat elektronisia antureita, jotka mittaavat ympäristön lämpötilaa ja kosteutta. Ne toimivat samanlaisilla periaatteilla, mutta eroavat toisistaan ​​erittelyalueiltaan. Tässä DIY-projektissa käytämme DHT 22 -anturia (erityisesti langallista AM2302-versiota). DHT22 on parempi vaihtoehto laajan alueen ja tarkkuuden suhteen sekä lämpötilan että kosteuden mittaukseen.

DHT22 / AM2302-moduulissa on kolme nastaa seuraavalla kokoonpanolla:

Helpoin tapa käyttää DHT-antureita Arduino-mikro-ohjainten kanssa on asentaa DHT.h kirjasto, jota voidaan käyttää sekä DHT11- että DHT22-antureille. Tämä kirjasto on yleensä esiasennettu Arduino IDE: hen. Jos se ei ole käytettävissä, voit asentaa sen osoitteesta Kirjaston johtaja alla Työkalut -välilehti.

LCD 16x2 näyttö

Anturin lukemien näyttämiseen käytämme 16x2 LCD-näyttöä näyttö Arduinolle. Tässä näytössä on 16 laitteistonastaa ja se tarvitsee mikrokontrolleriliitännän ohjatakseen sen toimintoja. Seuraavassa taulukossa näkyvät LCD-näytön laitteistonastat ja niiden toiminnot.

16x2 LCD voi näyttää joko neljällä dataväylällä tai kahdeksalla dataväylällä. Tässä käytämme neljää dataväylää mikro-ohjaimesta LCD-näytölle. Vain neljä 16x2 LCD-näytön datanastaa (DB4–DB7) on kytketty Arduinoon sekä RS (Register Select)- ja EN (Enable) -nastat.

4-bittisessä tilassa tiedot/komennot lähetetään 4-bittisessä nibble-muodossa. Aluksi se lähettää korkeamman 4-bitin ja sitten alemman 4-bitin dataa/komentoa. Tällaisten yhteyksien ansiosta voimme tallentaa neljä GPIO-nastaa Arduinoon, joita voidaan käyttää toisessa sovelluksessa. Huomaa, että nastojen 15 ja 16 (tausta-LED) tarkoitus on valaista näyttöä vain näkyvyyden parantamiseksi.

Voit käyttää LiquidCrystal.h Arduino-kirjasto 16x2 LCD: n ohjaamiseen. Tämä kirjasto on yleensä esiasennettu. Jos se ei ole käytettävissä, voit asentaa sen osoitteesta Kirjaston johtaja alla Työkalut välilehti Arduino IDE: ssä.

Vaihe 3: Rakenna piiri anturin ja nestekidenäytön yhdistämiseksi

Tässä piirissä käytetään seuraavaa kytkentäkaaviota.

Arduino Mega -kortti tarjoaa virtaliitännät sekä LCD-näyttöön että anturiin, koska ne ovat vähätehoisia moduuleja ja niitä voidaan helposti hallita tämän levyn kautta. LCD-näytön kirkkauden säätämiseen käytämme vastusjännitteen jakajaa, joka on sijoitettu siten, että nestekidenäytön nastalle 3 (VEE) syötetään noin 0,1 V - 0,5 V optimaalisen kirkkauden saavuttamiseksi. Vaihtoehtoisesti tämän jännitteenjakajan tilalla voidaan käyttää potentiometriä. Nestekidenäytön nasta 5 (R/W) on asetettu tilaan Ground vain kirjoitustoimintoa varten.

Vaihe 4: Lataa koodisi Arduinoon

Nyt on aika ladata koodisi Arduino Mega -levylle suorittaaksesi vaaditun tehtävän, joka sisältää anturitietojen hakemisen DHT22:sta ja sen näyttämisen LCD-näytöllä.

Tämän projektin koodi on saatavilla tästä GitHub repo.

Koodi on suunniteltu vaiheessa 3 esitetyn piirin johdotusliitäntöjen mukaisesti. Nyt voit testata sitä suorituskyvyn arvioimiseksi.

Moduulin testaus

Sen varmistamiseksi, että anturi toimii oikein ja havaitsee lämpötilan ja kosteuden, pidämme anturia muutaman tuuman kuumaa vettä sisältävän kupin yläpuolella (säteilee kuumia höyryjä). Älä upota DHT 22 -anturia veteen, sillä se voi aiheuttaa oikosulun ja vaurioittaa anturia pysyvästi! Muutaman sekunnin kuluttua voidaan havaita lämpötilan ja kosteusprosentin nousu, mikä osoittaa, että moduuli toimii hyvin.

Olet rakentanut oman lämpö- ja kosteusmittarisi

Nyt kun olet rakentanut oman lämpö- ja kosteusmittarin, voit laajentaa tätä ideaa entisestään sisällyttämällä siihen kaukosäätimen lämpötilan ja kosteuden valvontaa lähettämällä nämä tiedot toiseen laitteeseen Wi-Fi: n tai Bluetoothin avulla sovitin. Voit myös käyttää tämän moduulin anturitietoja salliaksesi huoneen ilmastointilaitteen tai pakojärjestelmän kytkeytyy automaattisesti päälle ja pois päältä haluttujen asetusten mukaan lämpötilan/kosteuden ylläpitämiseksi huoneessasi tai työpaikka.