مراقبة درجة الحرارة والرطوبة باستخدام SHT25 و Arduino Nano: 5 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

لقد عملنا مؤخرًا على العديد من المشاريع التي تتطلب مراقبة درجة الحرارة والرطوبة ثم أدركنا أن هاتين المعلمتين تلعبان بالفعل دورًا محوريًا في تقدير كفاءة عمل النظام. على المستوى الصناعي والأنظمة الشخصية على حد سواء ، مستوى درجة الحرارة الأمثل هو شرط للأداء المناسب للنظام.

هذا هو السبب ، في هذا البرنامج التعليمي سنشرح عمل مستشعر الرطوبة ودرجة الحرارة SHT25 باستخدام Arduino Nano.

الخطوة 1: نظرة عامة حول SHT25:

بادئ ذي بدء ، لنبدأ بالفهم الأساسي للمستشعر والبروتوكول الذي يعمل عليه.

SHT25 I2C حساس الرطوبة ودرجة الحرارة ± 1.8٪ RH ± 0.2 ° C I2C الوحدة النمطية الصغيرة. إنها رطوبة عالية الدقة ومستشعر درجة الحرارة أصبح معيارًا صناعيًا من حيث عامل الشكل والذكاء ، مما يوفر إشارات مستشعرات خطية ومعايرة بتنسيق رقمي I2C. يعد هذا المستشعر مدمجًا بدائرة تناظرية ورقمية متخصصة ، وهو أحد أكثر الأجهزة كفاءة في قياس درجة الحرارة والرطوبة.

بروتوكول الاتصال الذي يعمل عليه المستشعر هو I2C. I2C تعني الدائرة المتكاملة. إنه بروتوكول اتصال يتم فيه الاتصال من خلال خطوط SDA (البيانات التسلسلية) و SCL (الساعة التسلسلية). يسمح بتوصيل أجهزة متعددة في نفس الوقت. إنه أحد أبسط بروتوكولات الاتصال وأكثرها كفاءة.

الخطوة الثانية: ماذا تحتاج..

تشمل المواد التي نحتاجها لتحقيق هدفنا مكونات الأجهزة التالية:

1. SHT25 استشعار الرطوبة ودرجة الحرارة

2. اردوينو نانو

3. كابل I2C

4. I2C Shield لاردوينو نانو

الخطوة 3: 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 SHT25 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 4: كود مراقبة درجة الحرارة والرطوبة:

لنبدأ برمز Arduino الآن.

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

يتم تقديم كود Arduino بالكامل أدناه لراحة المستخدم:

#يشمل

// عنوان SHT25 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) ؛

تأخير (300) ؛

}

حلقة فارغة()

{

بيانات int غير الموقعة [2] ؛

// بدء نقل I2C

Wire.beginTransmission (العنوان) ؛

// إرسال أمر قياس الرطوبة ، لا يوجد سيد HOLD

Wire.write (0xF5) ؛

// إيقاف انتقال 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] * 256.0 + البيانات [1]) * 125.0) / 65536.0) - 6 ؛

// إخراج البيانات إلى Serial Monitor

Serial.print ("الرطوبة النسبية:") ؛

Serial.print (الرطوبة) ؛

Serial.println ("٪ RH") ؛

}

// بدء نقل I2C

Wire.beginTransmission (العنوان) ؛

// أرسل أمر قياس درجة الحرارة ، لا يوجد سيد HOLD

Wire.write (0xF3) ؛

// إيقاف انتقال 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

تعويم cTemp = (((البيانات [0] * 256.0 + البيانات [1]) * 175.72) / 65536.0) - 46.85 ؛

تعويم fTemp = (cTemp * 1.8) + 32 ؛

// إخراج البيانات إلى Serial Monitor

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

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

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

Serial.print (fTemp) ؛

Serial.println ("F") ؛

}

تأخير (300) ؛

}

كل ما عليك فعله هو نسخ الكود في Arduino والتحقق من قراءاتك على المنفذ التسلسلي. يظهر الإخراج في الصورة أعلاه.

الخطوة 5: التطبيقات:

يحتوي مستشعر درجة الحرارة والرطوبة النسبية SHT25 على العديد من التطبيقات الصناعية مثل مراقبة درجة الحرارة والحماية الحرارية الطرفية للكمبيوتر. لقد قمنا أيضًا بتوظيف هذا المستشعر في تطبيقات محطات الطقس وكذلك في نظام مراقبة الدفيئة.