Код для поиска

Урок 36: Использование датчика температуры HTU21D с LCD Arduino пошаговый курс

Урок 36: Использование датчика температуры HTU21D с LCD Arduino пошаговый курс

Датчик температуры и влажности HTU21D является популярным выбором для многих проектов на Arduino благодаря своей простоте в использовании и точности. В этом уроке мы создадим простую проект, который считывает данные о температуре и влажности с датчика и отображает их на ЖК-дисплее. К концу этого урока у вас будет рабочая установка, которая непрерывно показывает температуру в Цельсиях, Фаренгейтах и Кельвинах, а также процент относительной влажности. Для дальнейшего разъяснения вы можете обратиться к видео (в видео на мм:сс).

Пояснение аппаратного обеспечения

Основным компонентом этого проекта является датчик температуры и влажности HTU21D, который передает данные по I2C. Этот датчик работает в диапазоне напряжений от 1.5 до 3.6 вольт, что делает его подходящим как для систем на 3.3В, так и на 5В. Он потребляет очень мало энергии, обычно всего 0.02 микроампера в неактивном состоянии и 450 микроампер во время измерения. Помимо HTU21D, мы также будем использовать ЖК-дисплей, конкретно ЖК1602 с I2C. Этот дисплей позволяет легко выводить текстовые данные и требует всего две ножки для связи: SDA (линия данных) и SCL (тактовая линия). Сочетание этих компонентов позволит нам создать информативный дисплей для мониторинга уровней температуры и влажности.

Технические данные

ПроизводительTE Connectivity
Номер деталиHTU21D-F
Логическое/Уровень напряжения ввода-вывода1,5 - 3,6 В
С Supply voltage3,3 В (тип.)
Выходной ток (тип.)0.02 мкА (бездеятельность), 450 мкА (измерение)
Температурный диапазон-40 до +125 °C
Диапазон влажности0 до 100 %RH
Разрешение (Температура)0,01 °C
Разрешение (влажность)0,04 %RH
ПакетDFN-6

  • Используйте подтягивающий резистор для линий SDA и SCL, если они не интегрированы.
  • Обеспечьте правильное напряжение питания, чтобы избежать повреждения сенсора.
  • Поддерживайте правильную проводку, чтобы избежать ошибок в коммуникации.
  • Проверьте адрес I2C, если датчик не отвечает.
  • Используйте задержку между считываниями, чтобы предотвратить перегрузку датчика.
  • Убедитесь, что ЖК-дисплей совместим с I2C-коммуникацией.

Инструкции по проводке

Чтобы подключить датчик HTU21D и ЖК-дисплей, начните с подключения питания. Подключите левый контакт HTU21D к источнику питания 3,3В, а второй контакт (обычно красный) к земле. Далее подключите вывод SDA HTU21D к аналоговому выводу A4 Arduino, а вывод SCL к аналоговому выводу A5. Для дисплея LCD1602 подключите вывод VCC к тому же источнику питания 3,3В, а вывод GND к земле. Вывод SDA на ЖК-дисплее также должен быть подключен к A4, а вывод SCL должен быть подключен к A5, что позволит обоим компонентам использовать шину I2C. Убедитесь, что все соединения надежны для обеспечения правильной связи между Arduino, датчиком и дисплеем.

Примеры кода и руководство

Следующий код инициализирует сенсор HTU21D и ЖК-дисплей. В функции настройки ЖК-дисплей подготавливается к использованию, а сенсор проверяется на наличие соединения:

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);   
}

Этот фрагмент проверяет, правильно ли подключен датчик. Если нет, на ЖК-дисплее отображается сообщение об ошибке, и программа останавливается. Если датчик работает, на экране появляется демонстрационное сообщение на две секунды. Функция цикла — это место, где происходят основные считывание и отображение. Здесь мы вызываем функцию `lcdDisplay`, чтобы показать температуру в разных единицах:

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);
}

В этом цикле ЖК-дисплей очищается, и отображаются показания температуры в Цельсиях и Фаренгейтах. Функция `getHTU` вызывается с символом 'C' для Цельсия и 'F' для Фаренгейта соответственно. Наконец, функция `getHTU` определена для считывания температуры или влажности в зависимости от входного символа:

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
   }
}

Эта функция считывает температуру и влажность с датчика и конвертирует температуру в запрашиваемую единицу. Обязательно ознакомьтесь с полным кодом, загруженным ниже статьи, для получения дополнительных деталей.

Демонстрация / Что ожидать

После завершения проводки и загрузки кода вы должны увидеть на ЖК-дисплее значения температуры и влажности. Показания будут обновляться каждые несколько секунд, отражая текущие условия. Если вы приложите тепло к датчику, вы должны заметить, как температура соответственно увеличивается, в то время как влажность должна немного снизиться. Будьте внимательны к максимальному температурному пределу датчика; превышение этого предела может привести к неточным показаниям или выходу датчика из строя (в видео на мм:ss).

Временные метки видео

  • 00:00- Введение в проект
  • 01:15- Инструкции по проводке
  • 03:30- Проверка кода
  • 10:00- Демонстрация настройки
511-Lesson 36: Using the HTU21D Temperature Sensor with an LCD and Arduino: A Step-by-Step Course
Язык: C++
/*
 * Robojax Arduino Step-by-Step Course
 * Part 4: Temperature Sensors
 * Lesson 36: HTU21D Temperature Sensor with LCD1602 and LCD2004 Display
 


 * Display Temperature from HTU21DF on LCD1602-I2C or LCD2004
 * Updated by Ahmad Shamshiri on July 13, 2019



  Please watch video instructions here https://youtu.be/SrFJKbmiaPM
 This code is available at http://robojax.com/course1/?vid=lecture36
 
with over 100 lectures free on YouTube. Watch it here http://robojax.com/L/?id=338
Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  

If you found this tutorial helpful, please support me so I can continue creating 
and make a donation using PayPal http://robojax.com/L/?id=64



*
  This is an example for the HTU21D-F Humidity & Temp Sensor

  Designed specifically to work with the HTU21D-F sensor from Adafruit
  ----> https://www.adafruit.com/products/1899

  These displays use I2C to communicate; 2 pins are required to
  interface

 Watch Introduction to a 360 Servo video with code: https://youtu.be/b_xvu6wWafA
You can get the wiring diagram from my Arduino Course at Udemy.com
Learn Arduino step by step with all libraries, codes, and wiring diagrams all in one place.
Visit my course now http://robojax.com/L/?id=62

If you found this tutorial helpful, please support me so I can continue creating 
content like this. 
or make a donation using PayPal http://robojax.com/L/?id=64

 * Code is available at http://robojax.com/learn/arduino

 * This code is "AS IS" without warranty or liability. Free to be used as long as you keep this note intact.
 * This code has been downloaded from Robojax.com
    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
    it under the terms of the GNU General Public License as published by
    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.

    This program is distributed in the hope that it will be useful,
    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
    GNU General Public License for more details.

    You should have received a copy of the GNU General Public License
    along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>. 

*/

#include <Wire.h>
#include "Adafruit_HTU21DF.h"

// Connect Vin to 3-5VDC
// Connect GND to ground
// Connect SCL to I2C clock pin (A5 on UNO)
// Connect SDA to I2C data pin (A4 on UNO)

Adafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF();

// start of settings for LCD1602 with I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// Set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F, 16, 2);
// end of settings for LCD1602 with I2C

void setup() {
	//Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  
  lcd.begin();  
  lcd.backlight();
  if (!htu.begin()) {
      lcd.print("Robojax HTUD1DF");
      lcd.setCursor(0,1);
      lcd.print("sensor missing"); 
    while (1);
  }else{
  // initialize the LCD

  lcd.print("Robojax HTUD1DF");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("Demo"); 
  }
  delay(2000);   
}

void loop() {
//Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  	
   lcd.clear();// clear previous values from screen
lcdDisplay(
             // to print Celsius:
             0, // character 0 
             0, // line 0
             "Celsius: ", 

             // to print Celsius
             10, // character 10
             0, // line 0
             getHTU('C'),
             'd'
             );  

  lcdDisplay(
             // to print fahrenheit:
             0, // character 0 
             1, // line 1
             "Fahrenheit: ", 

             // to print Fahrenheit
             10, // character 9
             1, // line 0
             getHTU('F'),
             'd'
             );     
    delay(5000);
lcdDisplay(
             // to print Kelvin:
             0, // character 0 
             0, // line 0
             "Kelvin: ", 

             // to print Celsius
             9, // character 10
             0, // line 0
             getHTU('K'),
             'k'
             );      
  lcdDisplay(
             // to print humidity text
             0, // character 0 
             1, // line 1
             "Humidity: ", 

             // to print humidity
             10, // character 9
             1, // line 1
             getHTU('H'),
             '%' 
             );  
   
        delay(5000);
}

/*
 * @brief returns temperature or relative humidity
 * @param "type" is character
 *     C = Celsius
 *     K = Kelvin
 *     F = Fahrenheit
 *     H = Humidity
 * @return returns one of the values above
 * Usage: to get Fahrenheit type: getHTU('F')
 * to print it on serial monitor Serial.println(getHTU('F'));
 * Written by Ahmad Shamshiri on July 13, 2019
 * in Ajax, Ontario, Canada
 * www.Robojax.com 
 */
float getHTU(char type)
{
	//Get the code for the course: http://robojax.com/L/?id=339  
  float value;
    float temp = htu.readTemperature();
    float rel_hum = htu.readHumidity();
   if(type =='F')
   {
    value = temp *9/5 + 32;//convert to Fahrenheit 
   }else if(type =='K')
   {
    value = temp + 273.15;//convert to Kelvin
   }else if(type =='H')
   {
    value = rel_hum;//return relative humidity
   }else{
    value = temp;// return Celsius
   }
   return value;
}//


/*
 * lcdDisplay(int tc, int tr, String title, int vc, int vr, float value)
 * displays value and title on LCD1602
 * How to use:
 * If you want to display: "Voltage: 13.56mV" starting from the first character
 * on the second row.
 * use:
 * lcdDisplay(0, 1, "Voltage: ", 13.56,'d')
 *   
 *   'd' is degree symbol
 * tc  is character number  (0)
 * tr is row in the lcd (1)
 * title is the text (Voltage:)
 * vc value for character 
 * vr value for  row or line
 * value is the value (13.56)
 */
void lcdDisplay(int tc, int tr, String title, int vc, int vr, float value,char symbol)
{
   // Robojax.com LCD1602 for HTU21D Demo
   lcd.setCursor (tc,tr); //
   lcd.print(title);
   
   lcd.setCursor (vc,vr); //
   lcd.print(value);
   if(symbol == 'd')
   {
    lcd.print((char)223);
   }else if(symbol =='%')
   {
    lcd.print("%");
   }else if(symbol =='k')
   {
    lcd.print("K");
   }
 // Robojax.com LCD1602 for HTU21D Demo
}

Вещи, которые могут вам понадобиться

Файлы📁

Технический паспорт (pdf)

Другие файлы