รหัส Arduino และวิดีโอสำหรับเซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น DHT22 พร้อมจอแสดงผล TM1637 และรีเลย์

รหัส Arduino และวิดีโอสำหรับเซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น DHT22 พร้อมจอแสดงผล TM1637 และรีเลย์

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะสำรวจวิธีการใช้เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น DHT22 ร่วมกับจอแสดงผล TM1637 และรีเลย์เพื่อควบคุมโหลดไฟฟ้ากระแสสลับ เช่น เครื่องทำความร้อนหรือพัดลม เป้าหมายคือการเปิดโหลดเมื่ออุณหภูมิถึง 50 องศาเซลเซียส และปิดเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ดังกล่าว การตั้งค่านี้เหมาะสำหรับการรักษาระดับอุณหภูมิที่ต้องการในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ เราจะเขียนโปรแกรม Arduino ที่อ่านข้อมูลอุณหภูมิและความชื้นจากเซนเซอร์ DHT22 แสดงอุณหภูมิบนจอแสดงผล TM1637 และควบคุมรีเลย์ตามค่าอุณหภูมิที่อ่านได้ เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น คุณสามารถดูวิดีโอได้ที่ (ในวิดีโอที่ 10:00)

อธิบายฮาร์ดแวร์

ส่วนประกอบหลักของโปรเจกต์นี้ประกอบด้วยเซนเซอร์ DHT22 จอแสดงผล TM1637 โมดูลรีเลย์ และบอร์ด Arduino เซนเซอร์ DHT22 มีหน้าที่วัดอุณหภูมิและความชื้น โดยให้เอาต์พุตแบบดิจิทัลที่ Arduino สามารถอ่านได้ง่าย จอแสดงผล TM1637 ใช้เพื่อแสดงค่าอุณหภูมิในรูปแบบที่ใช้งานง่าย ในขณะที่โมดูลรีเลย์ช่วยให้เราควบคุมอุปกรณ์แรงดันสูง เช่น เครื่องทำความร้อนและพัดลมได้อย่างปลอดภัย

เซนเซอร์ DHT22 มีสามขา: VCC (ไฟเลี้ยง), GND (กราวด์) และ DATA (เอาต์พุต) จอแสดงผล TM1637 ใช้สี่ขาสำหรับไฟเลี้ยง กราวด์ สัญญาณนาฬิกา และการสื่อสารข้อมูล โมดูลรีเลย์เชื่อมต่อกับ Arduino และทำหน้าที่เป็นสวิตช์สำหรับโหลดไฟฟ้ากระแสสลับ เพื่อให้การทำงานปลอดภัยเมื่อควบคุมอุปกรณ์ที่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น

รายละเอียดจาก Datasheet

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟ (3.3 V - 6 V) เพียงพอสำหรับ DHT22
• ใช้ตัวต้านทาน pull-up บนสายข้อมูลหากจำเป็น
• ปล่อยให้ค่าที่อ่านจากเซนเซอร์คงที่เพื่อให้ได้ข้อมูลที่แม่นยำ
• ตรวจสอบการเชื่อมต่อขาอีกครั้งเพื่อหลีกเลี่ยงการสื่อสารที่ผิดพลาด
• ระมัดระวังกับโหลดไฟฟ้ากระแสสลับ ตรวจสอบฉนวนและความปลอดภัยอย่างเหมาะสม
• ติดตั้งแผ่นระบายความร้อนสำหรับรีเลย์หากควบคุมโหลดสูง
• ใช้เทคนิค debounce หากจำเป็นเมื่ออ่านข้อมูลเซนเซอร์
• เก็บเซนเซอร์ DHT22 ให้ห่างจากแสงแดดโดยตรงเพื่อการอ่านค่าที่แม่นยำ

คำแนะนำการเดินสายไฟ

ในการเดินสายไฟส่วนประกอบ ให้เริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อเซนเซอร์ DHT22 เชื่อมต่อขา VCC เข้ากับขา 5V บน Arduino ขา GND เข้ากับกราวด์ (GND) และขา DATA เข้ากับขาดิจิทัล 9 บน Arduino

ถัดไป เดินสายไฟจอแสดงผล TM1637 เชื่อมต่อขา VCC เข้ากับขา 5V บน Arduino ขา GND เข้ากับกราวด์ ขา CLK (สัญญาณนาฬิกา) เข้ากับขาดิจิทัล 2 และขา DIO (ข้อมูล) เข้ากับขาดิจิทัล 3 สำหรับโมดูลรีเลย์ เชื่อมต่อขา VCC เข้ากับขา 5V ขา GND เข้ากับกราวด์ และขาควบคุม (สัญญาณ) เข้ากับขาดิจิทัล 7 สุดท้าย ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโหลดไฟฟ้ากระแสสลับเชื่อมต่อกับโมดูลรีเลย์อย่างปลอดภัยตามคำแนะนำของผู้ผลิต

ตัวอย่างโค้ดและคำอธิบาย

โค้ดต่อไปนี้เริ่มต้นเซนเซอร์ DHT22 และจอแสดงผล TM1637 โดยตั้งค่าขาที่จำเป็นและเตรียมพร้อมที่จะอ่านข้อมูลอุณหภูมิ

#include 
#define CLK 2
#define DIO 3
#define DHTPIN 9
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(RELAY, OUTPUT);
  dht.begin();
}

ในส่วนโค้ดนี้ เรารวมไลบรารีที่จำเป็นและกำหนดขาสำหรับจอแสดงผล TM1637 และเซนเซอร์ DHT22 ฟังก์ชัน setup เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรมและตั้งค่าขารีเลย์เป็นเอาต์พุต

ฟังก์ชัน loop ดึงค่าอุณหภูมิและควบคุมรีเลย์ตามค่าอุณหภูมิที่อ่านได้ หากอุณหภูมิเกิน 50 องศา รีเลย์จะถูกเปิดใช้งาน

void loop() {
  delay(TEST_DELAY);
  int temp = round(getTemp("c"));
  display.showNumberDec(temp, false, 3, 1);
  if(temp > 50) {
    digitalWrite(RELAY, LOW);
  } else {
    digitalWrite(RELAY, HIGH);
  }
}

ส่วนโค้ดนี้แสดงวิธีการอ่านอุณหภูมิ แสดงผล และควบคุมรีเลย์ ค่าอุณหภูมิจะถูกปัดเศษและแสดงบน TM1637 และรีเลย์จะถูกเปิดหรือปิดตามเกณฑ์อุณหภูมิ

เพื่อความเข้าใจที่ครอบคลุมยิ่งขึ้น โปรดอ้างอิงโค้ดเต็มที่โหลดไว้ด้านล่างบทความ

การสาธิต / สิ่งที่คาดหวัง

เมื่อคุณรันโปรแกรม คุณควรเห็นอุณหภูมิแสดงบน TM1637 เมื่ออุณหภูมิเกิน 50 องศาเซลเซียส รีเลย์จะทำงานและเปิดโหลดไฟฟ้ากระแสสลับที่เชื่อมต่ออยู่ ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่า 50 องศา รีเลย์จะหยุดทำงานและปิดโหลด ระมัดระวังเรื่องขั้วไฟฟ้าที่กลับด้านและตรวจสอบการเชื่อมต่อที่ถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อส่วนประกอบ (ในวิดีโอที่ 12:30)

ไทม์สแตมป์ในวิดีโอ

• 00:00 - บทนำ
• 02:15 - คำอธิบายการเดินสายไฟ
• 05:00 - คำอธิบายโค้ด
• 10:00 - การสาธิต
• 12:30 - ปัญหาที่พบบ่อย

ภาพ

DHT11 Module

DHT22 sensor with PCB-1

DHT22 sensor no PCB

Wirig relay module to AC load

Wiring DHT11 DHT22 with TM1637 dispaly and relay

DHT11 Module

DHT22 sensor with PCB-1

DHT22 sensor no PCB

Wirig relay module to AC load

Wiring DHT11 DHT22 with TM1637 dispaly and relay

/*
 * Original code from TM1637 https://github.com/avishorp/TM1637
 * Original code and library for DHT22 https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
 * Watch the video for this code https://youtu.be/xD8wHXDzLkQ 
 * Other Arduino library and videos https://robojax.com
 */
 /*

 * Modified for Robojax video on January 10, 2018
 * by Ahmad Nejrabi, in Ajax, Ontario, Canada
 */
 
// ****** Start of TM1637 Display code 
#include <Arduino.h>
#include <TM1637Display.h>
// Module connection pins (Digital Pins)
#define CLK 2
#define DIO 3
// The amount of time (in milliseconds) between tests
#define TEST_DELAY   1000
TM1637Display display(CLK, DIO);
// ****** end of TM1637 Display code 

// Example testing sketch for various DHT humidity/temperature sensors
// Written by ladyada, public domain
// updated by Ahmad for Robojax.com videos.
// on January 10, 2018 in Ajax, Ontario, Canada

// ****** Start of DHT code 
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 9     // what digital pin we're connected to
// Uncomment whatever type you're using!
//#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
// ********** end of DHT22 code

#define RELAY 7 // the pin connected to relay
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("DHT22 Robojax Test with Display");
  pinMode(RELAY,OUTPUT);// set RELAY pin as output

  dht.begin();  
}

void loop()
{
  delay(TEST_DELAY);// wait
  // **** TM1637 code start
  display.setBrightness(0x0f);// set brightness
  uint8_t data[] = { 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 };// clear display values
  display.setSegments(data);//clear display
  // **** TM1637 code end
  

  // Robojax.com test video
  Serial.println(getTemp("c"));

  int temp = round(getTemp("c"));
  
  display.showNumberDec(temp, false, 3,1);
 if(temp >50 )
 {
  digitalWrite(RELAY, LOW);
 }else{
  digitalWrite(RELAY, HIGH);
 }


}// loop end


/*
 * getTemp(String req)
 * returns the temperature related parameters
 * req is string request
 * getTemp("c") will return temperature in Celsius
 * getTemp("hic") will return heat index in Celsius
 * getTemp("f") will return temperature in Fahrenheit
 * getTemp("hif") will return temperature in Fahrenheit
  * getTemp("h") will return humidity
 */
float getTemp(String req)
{

  // Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
  // Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
  float h = dht.readHumidity();
  // Read temperature as Celsius (the default)
  float t = dht.readTemperature();
  // Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true)
  float f = dht.readTemperature(true);

  // Compute heat index in Fahrenheit (the default)
  float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
  // Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false)
  float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

  // Check if any reads failed and exit early (to try again).
  if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    return 0.0;
  }
  // Compute heat index in Kelvin 
  float k = t + 273.15;
  if(req =="c"){
    return t;//return Celsius
  }else if(req =="f"){
    return f;// return Fahrenheit
  }else if(req =="h"){
    return h;// return humidity
  }else if(req =="hif"){
    return hif;// return heat index in Fahrenheit
  }else if(req =="hic"){
    return hic;// return heat index in Celsius
  }else if(req =="k"){
    return k;// return temperature in Kelvin
  }else{
    return 0.000;// if no request found, return 0.000
  }
 
}