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Anzeige der Temperatur von einem HTU21D auf einem LCD

In diesem Tutorial werden wir lernen, wie man Temperaturwerte vom HTU21D Temperatur- und Feuchtigkeitssensor auf einem LCD anzeigt. Das Ergebnis wird eine funktionale Einrichtung sein, bei der die Temperatur in Grad Celsius, Fahrenheit und Kelvin sowie die relative Luftfeuchtigkeit auf demselben Bildschirm angezeigt werden kann. Dieses Projekt gibt Ihnen praktische Erfahrung mit I2C-Kommunikation und der grundlegenden Handhabung von Sensordaten. Für eine detaillierte visuelle Anleitung sollten Sie sich das Video anschauen (im Video bei 00:00).

Hardware Erklärt

Die Hauptkomponenten für dieses Projekt umfassen den HTU21D-Sensor und das LCD-Display. Der HTU21D ist ein digitaler Feuchtigkeits- und Temperatursensor, der über das I2C-Protokoll kommuniziert. Er liefert präzise Messungen der Temperatur in Grad Celsius oder Fahrenheit und der relativen Luftfeuchtigkeit als Prozentsatz. Der Sensor arbeitet typischerweise mit einer Spannung von 3,3 V, kann jedoch auch mit 5-V-Systemen betrieben werden. Das LCD-Display, das wir verwenden werden, ist ein 16x2 LCD mit einer I2C-Schnittstelle. Diese Art von Display benötigt nur zwei Drähte für die Datenkommunikation, was die Verbindung mit Mikrocontrollern wie Arduino erleichtert. Die I2C-Schnittstelle ermöglicht den Anschluss mehrerer Geräte an denselben Bus, wodurch die Verkabelung vereinfacht und die Anzahl der verwendeten Pins reduziert wird.

Datenblatt-Details

• Stellen Sie die richtigen Spannungspegel sicher, um Schäden am Sensor zu vermeiden.
• Verwenden Sie bei Bedarf Pull-up-Widerstände an den SDA- und SCL-Leitungen.
• Überprüfen Sie die I2C-Adresse mit einem Scanner, um die korrekte Konfiguration sicherzustellen.
• Gehen Sie sorgfältig mit den Ausgaben des Sensors um, um Lesefehler zu vermeiden.
• Halten Sie den Sensor beim Messen von Wärmequellen fern.

Verdrahtungsanweisungen

Um den HTU21D-Sensor an das Arduino anzuschließen, verbinden Sie den VCC-Pin des Sensors mit dem 3,3V-Ausgang des Arduino. Verbinden Sie als Nächstes den GND-Pin des Sensors mit der Masse des Arduino. Der SDA-Pin, der für die Datenübertragung verwendet wird, sollte mit dem A4-Pin des Arduino verbunden werden. Ebenso verbinden Sie den SCL-Pin, der für das Taktsignal verwendet wird, mit dem A5-Pin des Arduino. Stellen Sie sicher, dass Ihr LCD ebenfalls richtig angeschlossen ist; die I2C-Adresse für das LCD in diesem Setup ist typischerweise 0x3F. Wenn Sie einen anderen Typ von LCD oder eine andere I2C-Adresse verwenden, passen Sie den Code entsprechend an. Überprüfen Sie nach dem Verdrahten, ob alle Verbindungen fest sitzen, bevor Sie das Arduino einschalten.

Codebeispiele und Anleitung

Im Code beginnen wir damit, die notwendigen Bibliotheken für den HTU21D-Sensor und das LCD einzubinden:

#include 
#include "Adafruit_HTU21DF.h"
#include 

Dies richtet die Umgebung für die Verwendung sowohl des Sensors als auch des Displays ein. Die `Adafruit_HTU21DF`-Bibliothek übernimmt die Funktionalität des Sensors, während die `LiquidCrystal_I2C`-Bibliothek das LCD verwaltet. Als nächstes erstellen wir eine Instanz für sowohl den Sensor als auch das LCD:

Adafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF();
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);

Hier,htuist das Objekt für den HTU21D-Sensor, undlcdist das Objekt für das LCD-Display. Die I2C-Adresse für das LCD ist auf 0x3F eingestellt, was Sie möglicherweise basierend auf Ihrer Konfiguration überprüfen müssen.setup()Funktion, wir initialisieren das LCD und überprüfen, ob der Sensor betriebsbereit ist:

void setup() {
  lcd.begin();  
  lcd.backlight();
  if (!htu.begin()) {
      lcd.print("Sensor missing"); 
      while (1);
  }
  lcd.print("HTU21D Ready");
}

Dieser Code initialisiert das LCD und überprüft die Anwesenheit des Sensors. Wenn der Sensor nicht erkannt wird, wird "Sensor fehlt" angezeigt und das Programm angehalten.loop()Funktion, wir lesen kontinuierlich die Temperatur- und Feuchtigkeitswerte und zeigen sie an:

void loop() {
   lcd.clear();
   lcdDisplay(0, 0, "Celsius: ", 10, 0, getHTU('C'), 'd');  
   lcdDisplay(0, 1, "Humidity: ", 10, 1, getHTU('H'), '%');  
   delay(5000);
}

In diesem Auszug löschen wir das LCD und rufen dann dielcdDisplay()Funktion, um die Temperatur in Celsius und die Luftfeuchtigkeit anzuzeigen. DergetHTU()Die Funktion ruft die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit basierend auf dem übergebenen Zeichen ab.

Demonstration / Was zu erwarten ist

Wenn die Einrichtung abgeschlossen ist und der Code auf das Arduino hochgeladen wurde, sollte das LCD die aktuelle Temperatur in Celsius und die relative Luftfeuchtigkeit anzeigen. Wenn alles richtig angeschlossen ist, sollten die Werte alle paar Sekunden aktualisiert werden. Achten Sie auf häufige Fallstricke, wie umgekehrte Verbindungen oder falsche I2C-Adressen, die zu Kommunikationsfehlern mit dem Sensor führen können (im Video bei 05:00).

Video-Zeitstempel

• 00:00- Einführung
• 01:30- Verdrahtungsanweisungen
• 03:15- Code-Erklärung
• 04:50- Demonstration
• 05:40- Fazit

Bilder

LCD1602 oder LCD2004 mit HTU21DF Feuchtigkeits- und Temperatursensor mit Arduino

Arduino wiring for HTU21DF light intesity sensor with LCD

HTU21D module

HTU21D module-back

LCD1602 oder LCD2004 mit HTU21DF Feuchtigkeits- und Temperatursensor mit Arduino

Arduino wiring for HTU21DF light intesity sensor with LCD

HTU21D module

HTU21D module-back