การวัดอุณหภูมิและความชื้นโดยใช้ HTS221 และ Arduino Nano: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

HTS221 เป็นเซ็นเซอร์ดิจิทัลแบบคาปาซิทีฟขนาดกะทัดรัดเป็นพิเศษสำหรับความชื้นสัมพัทธ์และอุณหภูมิ ประกอบด้วยองค์ประกอบการตรวจจับและวงจรรวมเฉพาะแอปพลิเคชันสัญญาณผสม (ASIC) เพื่อให้ข้อมูลการวัดผ่านอินเทอร์เฟซอนุกรมดิจิทัล เมื่อรวมเข้ากับคุณสมบัติมากมาย นี่เป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตรวจวัดความชื้นและอุณหภูมิที่สำคัญ

ในบทช่วยสอนนี้ แสดงการเชื่อมต่อโมดูลเซ็นเซอร์ HTS221 กับ Arduino nano ในการอ่านค่าความชื้นและอุณหภูมิ เราใช้ Arduino กับอะแดปเตอร์ I2c อะแดปเตอร์ I2C นี้ทำให้การเชื่อมต่อกับโมดูลเซ็นเซอร์ทำได้ง่ายและเชื่อถือได้มากขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: ฮาร์ดแวร์ที่จำเป็น:

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. HTS221

2. Arduino นาโน

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Arduino Nano

ขั้นตอนที่ 2: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และ Arduino nano ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

HTS221 จะทำงานบน I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์

นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า

สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย! ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 3: รหัสสำหรับการวัดอุณหภูมิและความชื้น:

เริ่มจากโค้ด Arduino กันก่อนเลย

ในขณะที่ใช้โมดูลเซ็นเซอร์กับ Arduino เราได้รวมไลบรารี Wire.h ไลบรารี "Wire" มีฟังก์ชันที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซนเซอร์และบอร์ด Arduino

รหัส Arduino ทั้งหมดได้รับด้านล่างเพื่อความสะดวกของผู้ใช้:

#รวม

// ที่อยู่ HTS221 I2C คือ 0x5F

#define แอดเดอร์ 0x5F

การตั้งค่าเป็นโมฆะ ()

{

// เริ่มต้นการสื่อสาร I2C เป็น MASTER

Wire.begin();

// เริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม กำหนดอัตรารับส่งข้อมูล = 9600

Serial.begin(9600);

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกรีจิสเตอร์การกำหนดค่าเฉลี่ย

Wire.write(0x10);

// ตัวอย่างอุณหภูมิเฉลี่ย = 256 ตัวอย่างเฉลี่ยความชื้น = 512

Wire.write(0x1B);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// เลือกควบคุม register1

Wire.write(0x20);

// เปิดเครื่อง, อัปเดตอย่างต่อเนื่อง, อัตราการส่งข้อมูล = 1 Hz

Wire.write(0x85);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

ล่าช้า (300);

}

วงเป็นโมฆะ ()

{

ข้อมูล int ที่ไม่ได้ลงนาม[2];

val int ที่ไม่ได้ลงนาม[4];

int ที่ไม่ได้ลงนาม H0, H1, H2, H3, T0, T1, T2, T3, ดิบ;

// ค่าการปรับเทียบความชื้น

สำหรับ(int i = 0; i < 2; i++)

{

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write((48 + ผม));

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// แปลงข้อมูลความชื้น

H0 = ข้อมูล[0] / 2;

H1 = ข้อมูล[1] / 2;

สำหรับ(int i = 0; i < 2; i++)

{

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write((54 + ผม));

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// แปลงข้อมูลความชื้น

H2 = (ข้อมูล[1] * 256.0) + ข้อมูล[0];

สำหรับ(int i = 0; i < 2; i++)

{

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write((58 + ผม));

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// แปลงข้อมูลความชื้น

H3 = (ข้อมูล[1] * 256.0) + ข้อมูล[0];

// ค่าการเรียกอุณหภูมิ

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write(0x32);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

T0 = Wire.read();

}

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write(0x33);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

T1 = Wire.read();

}

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write(0x35);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

ดิบ = Wire.read();

}

ดิบ = ดิบ & 0x0F;

// แปลงค่าการปรับอุณหภูมิเป็น 10-bits

T0 = ((ดิบ & 0x03) * 256) + T0;

T1 = ((ดิบ & 0x0C) * 64) + T1;

สำหรับ(int i = 0; i < 2; i++)

{

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write((60 + ผม));

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// แปลงข้อมูล

T2 = (ข้อมูล[1] * 256.0) + ข้อมูล[0];

สำหรับ(int i = 0; i < 2; i++)

{

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write((62 + ผม));

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 1 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// อ่านข้อมูล 1 ไบต์

if(Wire.available() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// แปลงข้อมูล

T3 = (ข้อมูล[1] * 256.0) + ข้อมูล[0];

// เริ่มการส่ง I2C

Wire.beginTransmission(Addr);

// ส่งข้อมูลลงทะเบียน

Wire.write(0x28 | 0x80);

// หยุดการส่ง I2C

Wire.endTransmission();

// ขอข้อมูล 4 ไบต์

Wire.requestFrom(Addr, 4);

// อ่านข้อมูล 4 ไบต์

// ความชื้น msb, ความชื้น lsb, อุณหภูมิ msb, อุณหภูมิ lsb

ถ้า(Wire.available() == 4)

{

val[0] = Wire.read();

val[1] = Wire.read();

val[2] = Wire.read();

วาล[3] = Wire.read();

}

// แปลงข้อมูล

ความชื้นลอย = (val[1] * 256.0) + val[0];

ความชื้น = ((1.0 * H1) - (1.0 * H0)) * (1.0 * ความชื้น - 1.0 * H2) / (1.0 * H3 - 1.0 * H2) + (1.0 * H0);

int temp = (วาล[3] * 256) + วาล[2];

float cTemp = (((T1 - T0) / 8.0) * (อุณหภูมิ - T2)) / (T3 - T2) + (T0 / 8.0);

float fTemp = (cTemp * 1.8) + 32;

// ส่งออกข้อมูลไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรม

Serial.print("ความชื้นสัมพัทธ์: ");

Serial.print(ความชื้น);

Serial.println("% RH");

Serial.print("อุณหภูมิในเซลเซียส: ");

Serial.print(cTemp); Serial.println("C");

Serial.print("อุณหภูมิเป็นฟาเรนไฮต์: ");

Serial.print(fTemp);

Serial.println("F");

ล่าช้า (500);

}

ในไลบรารีของสายไฟ Wire.write() และ Wire.read() ใช้เพื่อเขียนคำสั่งและอ่านเอาต์พุตของเซ็นเซอร์

Serial.print() และ Serial.println() ใช้เพื่อแสดงเอาต์พุตของเซ็นเซอร์บนจอภาพอนุกรมของ Arduino IDE

เอาต์พุตของเซ็นเซอร์แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: การใช้งาน:

HTS221 สามารถใช้ได้กับสินค้าอุปโภคบริโภคต่างๆ เช่น เครื่องทำความชื้นในอากาศและตู้เย็น เป็นต้น เซ็นเซอร์นี้ยังพบการใช้งานในขอบเขตที่กว้างขึ้น รวมถึงระบบอัตโนมัติในบ้านอัจฉริยะ ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม อุปกรณ์ระบบทางเดินหายใจ การติดตามทรัพย์สินและสินค้า