قياس درجة الحرارة والرطوبة باستخدام HDC1000 و Arduino Nano: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

HDC1000 عبارة عن مستشعر رطوبة رقمي مع مستشعر درجة حرارة مدمج يوفر دقة قياس ممتازة عند طاقة منخفضة للغاية. يقيس الجهاز الرطوبة بناءً على مستشعر سعوي جديد. تمت معايرة مستشعرات الرطوبة ودرجة الحرارة في المصنع. تعمل في نطاق درجة حرارة كاملة تتراوح بين -40 درجة مئوية و + 125 درجة مئوية.

في هذا البرنامج التعليمي ، تم توضيح واجهة وحدة مستشعر HDC1000 مع اردوينو نانو. لقراءة قيم درجة الحرارة والرطوبة ، استخدمنا اردوينو مع محول I2c. يجعل محول I2C هذا الاتصال بوحدة المستشعر أسهل وأكثر موثوقية.

الخطوة 1: الأجهزة المطلوبة:

تشمل المواد التي نحتاجها لتحقيق هدفنا مكونات الأجهزة التالية:

1. HDC1000

2. اردوينو نانو

3. كابل I2C

4. I2C Shield لاردوينو نانو

الخطوة 2: ربط الأجهزة:

يشرح قسم توصيل الأجهزة بشكل أساسي اتصالات الأسلاك المطلوبة بين المستشعر واردوينو نانو. يعد التأكد من التوصيلات الصحيحة ضرورة أساسية أثناء العمل على أي نظام للإخراج المطلوب. إذن ، الاتصالات المطلوبة هي كما يلي:

سيعمل HDC1000 على I2C. فيما يلي مثال على مخطط الأسلاك ، يوضح كيفية توصيل كل واجهة من أجهزة الاستشعار.

خارج الصندوق ، تم تكوين اللوحة لواجهة I2C ، لذلك نوصي باستخدام هذا التوصيل إذا كنت غير مدرك.

كل ما تحتاجه هو أربعة أسلاك! مطلوب أربعة اتصالات فقط دبابيس Vcc و Gnd و SCL و SDA ويتم توصيلها بمساعدة كابل I2C.

هذه الوصلات موضحة في الصور أعلاه.

الخطوة الثالثة: كود قياس درجة الحرارة والرطوبة:

لنبدأ بكود اردوينو الآن.

أثناء استخدام وحدة الاستشعار مع اردوينو ، نقوم بتضمين مكتبة Wire.h. تحتوي مكتبة "Wire" على الوظائف التي تسهل اتصال i2c بين المستشعر ولوحة اردوينو.

يتم تقديم كود اردوينو بالكامل أدناه لراحة المستخدم:

#يشمل

// عنوان HDC1000 I2C هو 0x40 (64)

#define Addr 0x40

الإعداد باطل()

{

// تهيئة اتصال I2C باعتباره MASTER

Wire.begin () ؛

// تهيئة الاتصال التسلسلي ، اضبط معدل الباود = 9600

Serial.begin (9600) ؛

// يبدأ اتصال I2C

Wire.beginTransmission (العنوان) ؛

// حدد سجل التكوين

Wire.write (0x02) ؛

// درجة الحرارة ، الرطوبة ممكنة ، الدقة = 14 بت ، السخان يعمل

Wire.write (0x30) ؛

// إيقاف ناقل الحركة I2C

Wire.endTransmission () ؛

تأخير (300) ؛

}

حلقة فارغة()

{

بيانات int غير الموقعة [2] ؛

// يبدأ اتصال I2C

Wire.beginTransmission (العنوان) ؛

// أرسل أمر قياس درجة الحرارة

Wire.write (0x00) ؛

// إيقاف ناقل الحركة I2C

Wire.endTransmission () ؛

تأخير (500) ؛

// طلب 2 بايت من البيانات

Wire.request From (Addr، 2) ؛

// قراءة 2 بايت من البيانات

// temp msb، temp lsb

إذا (Wire.available () == 2)

{

البيانات [0] = Wire.read () ،

البيانات [1] = Wire.read () ،

}

// تحويل البيانات

int temp = (data [0] * 256) + بيانات [1] ؛

تعويم cTemp = (درجة الحرارة / 65536.0) * 165.0 - 40 ؛

تعويم fTemp = cTemp * 1.8 + 32 ؛

// يبدأ اتصال I2C

Wire.beginTransmission (العنوان) ؛

// أرسل أمر قياس الرطوبة

Wire.write (0x01) ؛

// إيقاف ناقل الحركة I2C

Wire.endTransmission () ؛

تأخير (500) ؛

// طلب 2 بايت من البيانات

Wire.request From (Addr، 2) ؛

// قراءة 2 بايت من البيانات

// الرطوبة msb ، الرطوبة lsb

إذا (Wire.available () == 2)

{

البيانات [0] = Wire.read () ،

البيانات [1] = Wire.read () ،

}

// تحويل البيانات

الرطوبة العائمة = (البيانات [0] * 256) + البيانات [1] ؛

الرطوبة = (الرطوبة / 65536.0) * 100.0 ؛

// إخراج البيانات إلى الشاشة التسلسلية

Serial.print ("الرطوبة النسبية:") ؛

Serial.print (الرطوبة) ؛

Serial.println ("٪ RH") ؛

Serial.print ("درجة الحرارة بالدرجة المئوية:") ؛

Serial.print (cTemp) ؛

Serial.println ("C") ؛

Serial.print ("درجة الحرارة بالفهرنهايت:") ؛

Serial.print (fTemp) ؛

Serial.println ("F") ؛

تأخير (500) ؛

}

في مكتبة الأسلاك ، يتم استخدام Wire.write () و Wire.read () لكتابة الأوامر وقراءة إخراج المستشعر.

يتم استخدام Serial.print () و Serial.println () لعرض إخراج المستشعر على الشاشة التسلسلية لـ Arduino IDE.

يظهر خرج المستشعر في الصورة أعلاه.

الخطوة 4: التطبيقات:

يمكن استخدام HDC1000 في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) وأجهزة الترموستات الذكية وشاشات الغرفة. يجد هذا المستشعر أيضًا تطبيقه في الطابعات والعدادات المحمولة والأجهزة الطبية وشحن البضائع وكذلك مزيل الضباب عن الزجاج الأمامي للسيارات.