Pomiar wilgotności i temperatury za pomocą HTS221 i Arduino Nano: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

HTS221 to ultrakompaktowy pojemnościowy czujnik cyfrowy do pomiaru wilgotności względnej i temperatury. Zawiera element czujnikowy i układ scalony ASIC (ang. Mixed Signal Integrated Circuit) dostarczający informacje pomiarowe za pośrednictwem cyfrowych interfejsów szeregowych. Zintegrowany z tak wieloma funkcjami, jest jednym z najbardziej odpowiednich czujników do krytycznych pomiarów wilgotności i temperatury.

W tym samouczku zilustrowano interfejs modułu czujnika HTS221 z arduino nano. Do odczytu wartości wilgotności i temperatury użyliśmy arduino z adapterem I2c. Ten adapter I2C sprawia, że połączenie z modułem czujnika jest łatwe i bardziej niezawodne.

Krok 1: Wymagany sprzęt:

Materiały, których potrzebujemy do realizacji naszego celu, obejmują następujące komponenty sprzętowe:

1. HTS221

2. Arduino Nano

3. Kabel I2C

4. I2C Shield dla Arduino Nano

Krok 2: Podłączenie sprzętu:

Sekcja podłączania sprzętu zasadniczo wyjaśnia połączenia okablowania wymagane między czujnikiem a arduino nano. Zapewnienie prawidłowych połączeń jest podstawową koniecznością podczas pracy na dowolnym systemie o pożądanej mocy. Tak więc wymagane połączenia są następujące:

HTS221 będzie działał przez I2C. Oto przykładowy schemat okablowania, pokazujący, jak okablować każdy interfejs czujnika.

Po wyjęciu z pudełka, płyta jest skonfigurowana do interfejsu I2C, dlatego zalecamy korzystanie z tego podłączenia, jeśli jesteś agnostykiem.

Wszystko czego potrzebujesz to cztery przewody! Wymagane są tylko cztery połączenia Vcc, Gnd, SCL i SDA, które są połączone za pomocą kabla I2C.

Połączenia te są pokazane na powyższych zdjęciach.

Krok 3: Kod do pomiaru wilgotności i temperatury:

Zacznijmy teraz od kodu Arduino.

Korzystając z modułu czujnika z Arduino, dołączamy bibliotekę Wire.h. Biblioteka "Wire" zawiera funkcje ułatwiające komunikację i2c pomiędzy czujnikiem a płytką Arduino.

Cały kod Arduino podano poniżej dla wygody użytkownika:

#włączać

// adres HTS221 I2C to 0x5F

#define Addr 0x5F

pusta konfiguracja()

{

// Zainicjuj komunikację I2C jako MASTER

Wire.początek();

// Zainicjuj komunikację szeregową, ustaw szybkość transmisji = 9600

Serial.początek(9600);

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz średni rejestr konfiguracji

Wire.write(0x10);

// Próbki średniej temperatury = 256, Próbki średniej wilgotności = 512

Wire.write(0x1B);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wybierz rejestr kontrolny1

Wire.write(0x20);

// Włączenie zasilania, ciągła aktualizacja, szybkość transmisji danych = 1 Hz

Wire.write(0x85);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

opóźnienie(300);

}

pusta pętla()

{

dane int bez znaku[2];

unsigned int val[4];

unsigned int H0, H1, H2, H3, T0, T1, T2, T3, surowe;

// Wartości kalibracji wilgotności

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write((48 + i));

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

dane = Przewód.odczyt();

}

}

// Konwertuj dane wilgotności

H0 = dane[0] / 2;

H1 = dane[1] / 2;

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write((54 + i));

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

dane = Przewód.odczyt();

}

}

// Konwertuj dane wilgotności

H2 = (dane[1] * 256,0) + dane[0];

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write((58 + i));

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

dane = Przewód.odczyt();

}

}

// Konwertuj dane wilgotności

H3 = (dane[1] * 256,0) + dane[0];

// Wartości kalibracji temperatury

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write(0x32);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

T0 = Drut.odczyt();

}

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write(0x33);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

T1 = Drut.odczyt();

}

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write(0x35);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

surowy = Wire.read();

}

surowy = surowy & 0x0F;

// Konwertuj wartości kalibracji temperatury na 10-bitowe

T0 = ((surowe i 0x03) * 256) + T0;

T1 = ((surowy i 0x0C) * 64) + T1;

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write((60 + i));

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

dane = Przewód.odczyt();

}

}

// Konwertuj dane

T2 = (dane[1] * 256,0) + dane[0];

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write((62 + i));

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Poproś o 1 bajt danych

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Odczytaj 1 bajt danych

if(Przewód.dostępny() == 1)

{

dane = Przewód.odczyt();

}

}

// Konwertuj dane

T3 = (dane[1] * 256,0) + dane[0];

// Rozpocznij transmisję I2C

Wire.beginTransmisja(Addr);

// Wyślij rejestr danych

Wire.write(0x28 | 0x80);

// Zatrzymaj transmisję I2C

Wire.endTransmission();

// Żądaj 4 bajtów danych

Wire.requestFrom(Addr, 4);

// Odczytaj 4 bajty danych

// wilgotność msb, wilgotność lsb, temp msb, temp lsb

if(Przewód.dostępny() == 4)

{

wart[0] = Przewód.odczyt();

val[1] = Drut.odczyt();

wart[2] = Przewód.odczyt();

wart[3] = Przewód.odczyt();

}

// Konwertuj dane

wilgotność pływakowa = (val[1] * 256,0) + val[0];

wilgotność = ((1,0 * H1) - (1,0 * H0)) * (1,0 * wilgotność - 1,0 * H2) / (1,0 * H3 - 1,0 * H2) + (1,0 * H0);

int temp = (wart[3] * 256) + wart[2];

float cTemp = (((T1 - T0) / 8.0) * (temp - T2)) / (T3 - T2) + (T0 / 8.0);

pływak fTemp = (cTemp * 1,8) + 32;

// Dane wyjściowe do monitora szeregowego

Serial.print("Wilgotność względna: ");

Serial.print(wilgotność);

Serial.println("% RH");

Serial.print("Temperatura w stopniach Celsjusza: ");

druk.seryjny(cTemp); Serial.println("C");

Serial.print("Temperatura w stopniach Fahrenheita: ");

Serial.print(fTemp);

Serial.println(" F");

opóźnienie (500);

}

W bibliotece przewodów Wire.write() i Wire.read() są używane do zapisywania poleceń i odczytywania wyjścia czujnika.

Serial.print() i Serial.println() służą do wyświetlania wyjścia czujnika na monitorze szeregowym Arduino IDE.

Wyjście czujnika pokazano na powyższym obrazku.

Krok 4: Aplikacje:

HTS221 może być stosowany w różnych produktach konsumenckich, takich jak nawilżacze powietrza, lodówki itp. Ten czujnik znajduje również zastosowanie w szerszej dziedzinie, w tym w automatyce inteligentnego domu, automatyce przemysłowej, sprzęcie do oddychania, śledzeniu zasobów i towarów.