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Lección 36: Uso del sensor de temperatura HTU21D con un LCD Curso paso a paso de Arduino

El sensor de temperatura y humedad HTU21D es una opción popular para muchos proyectos de Arduino debido a su facilidad de uso y precisión. En esta lección, construiremos un proyecto simple que lee los datos de temperatura y humedad del sensor y los muestra en una pantalla LCD. Al final de este tutorial, tendrás una configuración funcional que muestra continuamente la temperatura en Celsius, Fahrenheit y Kelvin, así como el porcentaje de humedad relativa. Para mayor aclaración, puedes consultar el video (en el video en mm:ss).

Hardware Explicado

El componente principal de este proyecto es el sensor de temperatura y humedad HTU21D, que se comunica a través de I2C. Este sensor opera dentro de un rango de voltaje de 1.5 a 3.6 voltios, lo que lo hace adecuado tanto para sistemas de 3.3V como de 5V. Consume muy poca energía, típicamente solo 0.02 microamperios cuando está inactivo y 450 microamperios durante la medición. Además del HTU21D, también utilizaremos una pantalla LCD, específicamente la LCD1602 con I2C. Esta pantalla permite una salida fácil de datos de texto y requiere solo dos pines para la comunicación: SDA (línea de datos) y SCL (línea de reloj). La combinación de estos componentes nos permitirá crear una pantalla informativa para monitorear los niveles de temperatura y humedad.

Detalles de la hoja de datos

• Utilice una resistencia de tirón para las líneas SDA y SCL si no están integradas.
• Asegúrese de que el voltaje de la fuente de alimentación sea correcto para evitar dañar el sensor.
• Mantén un cableado adecuado para prevenir errores de comunicación.
• Verifique la dirección I2C si el sensor no responde.
• Utiliza un retraso entre lecturas para prevenir la sobrecarga del sensor.
• Asegúrate de que el LCD sea compatible con la comunicación I2C.

Instrucciones de cableado

Para cablear el sensor HTU21D y la pantalla LCD, comienza con las conexiones de alimentación. Conecta el pin izquierdo del HTU21D a la fuente de alimentación de 3.3V y el segundo pin (a menudo rojo) a tierra. A continuación, conecta el pin SDA del HTU21D al pin analógico A4 del Arduino y el pin SCL al pin analógico A5. Para la pantalla LCD1602, conecta el pin VCC a la misma fuente de alimentación de 3.3V y conecta el pin GND a tierra. El pin SDA en la LCD también debe conectarse a A4, y el pin SCL debe conectarse a A5, permitiendo que ambos componentes compartan el bus I2C. Asegúrate de que todas las conexiones estén seguras para facilitar una comunicación adecuada entre el Arduino, el sensor y la pantalla.

Ejemplos de código y guía práctica

El siguiente código inicializa el sensor HTU21D y la pantalla LCD. En la función de configuración, se prepara la LCD para su uso y se verifica la conectividad del sensor:

void setup() {
  lcd.begin();
  lcd.backlight();
  if (!htu.begin()) {
      lcd.print("Robojax HTUD1DF");
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("sensor missing"); 
      while (1);
  } else {
      lcd.print("Robojax HTUD1DF");
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("Demo"); 
  }
  delay(2000);   
}

Este extracto verifica si el sensor está conectado correctamente. Si no, muestra un mensaje de error en el LCD y detiene el programa. Si el sensor está funcionando, muestra un mensaje de demostración durante dos segundos. La función de bucle es donde se realizan las lecturas y la visualización principales. Aquí, llamamos a la función `lcdDisplay` para mostrar la temperatura en diferentes unidades:

void loop() {
   lcd.clear(); // clear previous values from screen
   lcdDisplay(0, 0, "Celsius: ", 10, 0, getHTU('C'), 'd');  
   lcdDisplay(0, 1, "Fahrenheit: ", 10, 1, getHTU('F'), 'd');     
   delay(5000);
}

En este bucle, se borra la LCD y se muestran las lecturas de temperatura en Celsius y Fahrenheit. Se llama a la función `getHTU` con el carácter 'C' para Celsius y 'F' para Fahrenheit, respectivamente. Finalmente, se define la función `getHTU` para leer la temperatura o la humedad según el carácter de entrada:

float getHTU(char type) {
   float temp = htu.readTemperature();
   float rel_hum = htu.readHumidity();
   if(type =='F') {
       return temp * 9/5 + 32; // convert to Fahrenheit 
   } else if(type =='K') {
       return temp + 273.15; // convert to Kelvin
   } else if(type =='H') {
       return rel_hum; // return relative humidity
   } else {
       return temp; // return Celsius
   }
}

Esta función lee la temperatura y la humedad del sensor y convierte la temperatura a la unidad solicitada. Asegúrate de revisar el código completo cargado debajo del artículo para obtener más detalles.

Demostración / Qué Esperar

Al completar el cableado y cargar el código, deberías ver los valores de temperatura y humedad mostrados en el LCD. Las lecturas se actualizarán cada pocos segundos, reflejando las condiciones actuales. Si aplicas calor al sensor, notarás que la temperatura aumenta en consecuencia, mientras que la humedad debería disminuir ligeramente. Ten en cuenta el límite máximo de temperatura del sensor; exceder esto puede resultar en lecturas inexactas o en la falla del sensor (en el video a mm:ss).

Marcas de tiempo del video

• 00:00- Introducción al proyecto
• 01:15- Instrucciones de cableado
• 03:30- Revisión de código
• 10:00- Demostración de la configuración