قياس درجة الحرارة باستخدام STS21 و Arduino Nano: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

يوفر مستشعر درجة الحرارة الرقمي STS21 أداءً فائقًا وبصمة موفرة للمساحة. يوفر إشارات خطية معايرة بتنسيق رقمي I2C. يعتمد تصنيع هذا المستشعر على تقنية CMOSens ، والتي تنسب إلى الأداء الفائق والموثوقية لـ STS21. يمكن تغيير دقة STS21 عن طريق الأوامر ، ويمكن الكشف عن البطارية المنخفضة ويساعد المجموع الاختباري على تحسين موثوقية الاتصال.

في هذا البرنامج التعليمي ، تم توضيح واجهة وحدة استشعار STS21 مع اردوينو نانو. لقراءة قيم درجة الحرارة ، استخدمنا اردوينو مع محول I2c. يجعل هذا المحول I2C الاتصال بوحدة المستشعر أسهل وأكثر موثوقية.

الخطوة 1: الأجهزة المطلوبة:

تشمل المواد التي نحتاجها لتحقيق هدفنا مكونات الأجهزة التالية:

1. STS21

2. اردوينو نانو

3. كابل I2C

4. I2C درع 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 STS21 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:

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 STS21 I2C هو 0x4A (74)

# تعريف العنوان 0x4A

الإعداد باطل()

{

// تهيئة اتصال I2C باعتباره MASTER

Wire.begin () ؛

// بدء الاتصال التسلسلي ، اضبط معدل الباود = 9600

Serial.begin (9600) ؛

تأخير (300) ؛

}

حلقة فارغة()

{

بيانات int غير الموقعة [2] ؛

// بدء نقل I2C

Wire.beginTransmission (العنوان) ؛

// حدد بدون عقد رئيسي

Wire.write (0xF3) ؛

// End I2C Transmission

Wire.endTransmission () ؛

تأخير (300) ؛

// طلب 2 بايت من البيانات

Wire.request From (العنوان ، 2) ؛

// قراءة 2 بايت من البيانات

إذا (Wire.available () == 2)

{

البيانات [0] = Wire.read () ،

البيانات [1] = Wire.read () ،

}

// تحويل البيانات

int rawtmp = بيانات [0] * 256 + بيانات [1] ؛

قيمة int = rawtmp & 0xFFFC ؛

مزدوج cTemp = -46.85 + (175.72 * (القيمة / 65536.0)) ؛

مزدوج fTemp = cTemp * 1.8 + 32 ؛

// إخراج البيانات إلى الشاشة التسلسلية

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) ؛

}

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 مستشعر درجة الحرارة الرقمي STS21 في الأنظمة التي تتطلب مراقبة درجة حرارة عالية الدقة. يمكن دمجها في أجهزة الكمبيوتر المختلفة والمعدات الطبية وأنظمة التحكم الصناعية مع متطلبات قياس درجة الحرارة بدقة عالية.