Použitie DHT11, DHT22 s TM1637 displejom a relé na ovládanie AC záťaže

Použitie DHT11, DHT22 s TM1637 displejom a relé na ovládanie AC záťaže

Tento projekt demonštruje, ako zostaviť systém regulácie teploty pomocou Arduina, DHT11/DHT22 snímača teploty a vlhkosti, displeja TM1637 a relé na ovládanie záťaže na striedavý prúd. Toto zapojenie je neuveriteľne všestranné a dá sa prispôsobiť rôznym aplikáciám. Môžete si napríklad postaviť:

• Inteligentný termostat pre malý skleník, ktorý automaticky nastavuje ohrievač alebo ventilátor na základe nameraných teplôt.
• Systém na monitorovanie a reguláciu teploty kvapaliny v chemickom procese.
• Automatizovaný systém regulácie teploty pre terárium plazov.
• Poplachový systém aktivovaný teplotou, ktorý spustí upozornenie po dosiahnutí určitého prahu.

Systém používa snímač DHT11 alebo DHT22 na meranie teploty a vlhkosti (vo videu v čase 00:11). Displej TM1637 zobrazuje aktuálnu teplotu (vo videu v čase 00:17) a relé zapína alebo vypína záťaž na striedavý prúd (napríklad svetlo, ventilátor alebo ohrievač) na základe vopred definovaných nastavení teploty (vo videu v čase 00:23).

Hardvér/Komponenty

Na zostavenie tohto projektu budete potrebovať nasledujúce komponenty:

• Arduino Uno (alebo kompatibilná doska)
• Snímač teploty a vlhkosti DHT11 alebo DHT22 (vo videu v čase 00:11)
• Modul displeja TM1637 (vo videu v čase 00:17)
• Modul relé (vo videu v čase 00:19)
• Prepojovacie vodiče
• Nepájivé pole
• Záťaž na striedavý prúd (napr. malá žiarovka alebo ventilátor)

Návod na zapojenie

Zapojenie je jednoduché, ale kľúčové pre funkčnosť projektu. Vizuálny návod nájdete vo videu.

Podrobné pokyny na zapojenie a schémy nájdete vo videu (vo videu v čase 02:03 až 05:18). Venujte zvýšenú pozornosť pripojeniam pre snímač DHT (vo videu v čase 01:44), displej TM1637 (vo videu v čase 02:25) a modul relé (vo videu v čase 03:37).

Vysvetlenie kódu

Kód Arduina používa dve knižnice: TM1637Display a knižnicu pre snímač DHT. Tieto knižnice musíte nainštalovať v Arduino IDE. Najdôležitejšie konfigurovateľné časti kódu sú:

// Piny pripojenia modulu (digitálne piny)
#define CLK 2
#define DIO 3
// Čas (v milisekundách) medzi testami
#define TEST_DELAY   1000
// ****** koniec kódu displeja TM1637

#define DHTPIN 9     // na ktorom digitálnom pine sme pripojení
#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22 (AM2302), AM2321
#define RELAY 7 // pin pripojený k relé

Príkazy #define vám umožňujú jednoducho zmeniť priradenie pinov pre displej TM1637 (CLK a DIO), snímač DHT (DHTPIN) a relé (RELAY) podľa vášho zapojenia. DHTTYPE definuje, ktorý snímač DHT používate (DHT11 alebo DHT22). Premenná TEST_DELAY riadi čas medzi jednotlivými meraniami.

Funkcia getTemp() je vlastná funkcia používaná na čítanie údajov o teplote a vlhkosti zo snímača DHT. Umožňuje vyžiadať rôzne typy údajov (Celzia, Fahrenheita, vlhkosť, tepelný index) zadaním reťazcového argumentu (vo videu v čase 09:01 až 10:34). Napríklad: getTemp("c") vráti teplotu v stupňoch Celzia a getTemp("h") vráti vlhkosť.

if(temp >50 )
 {
  digitalWrite(RELAY, LOW);
 }else{
  digitalWrite(RELAY, HIGH);
 }

Táto časť kódu riadi relé na základe teploty. Upravte prahovú hodnotu (v tomto príklade 50), aby ste nastavili bod spustenia (vo videu v čase 09:44 až 10:11).

Živý projekt/Demonštrácia

Úplná demonštrácia projektu je dostupná vo videu (vo videu v čase 00:51 až 01:07). Video ukazuje systém v akcii, zobrazuje teplotu na displeji TM1637 a ovláda záťaž na striedavý prúd na základe nameraných teplôt.

Kapitoly

• [00:06] Úvod a prehľad projektu
• [01:12] Dostupnosť kódu a ďalšie zdroje
• [01:44] Zapojenie snímača DHT
• [02:25] Zapojenie displeja TM1637
• [02:50] Zapojenie záťaže na striedavý prúd a relé
• [04:33] Pin relé a napájacie pripojenia
• [05:29] Inštalácia knižníc
• [05:52] Vysvetlenie kódu: časť TM1637
• [06:47] Vysvetlenie kódu: časť DHT
• [07:50] Vysvetlenie kódu: relé a nastavenie
• [08:26] Vysvetlenie kódu: slučka a regulácia teploty
• [10:12] Vysvetlenie funkcie getTemp()

Obrázky

DHT11 Sensor

DHT11 Module

DHT11 Module

DHT22 sensor with PCB-1

DHT22 sensor no PCB

Wiring DHT11 DHT22 with TM1637 dispaly and relay

DHT22_red-6

DHT11 Sensor

DHT11 Module

DHT11 Module

DHT22 sensor with PCB-1

DHT22 sensor no PCB

Wiring DHT11 DHT22 with TM1637 dispaly and relay

DHT22_red-6

/*
 * 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
  }
 
}