Температура давление влажность ардуино

Содержание

Проект 1. Метеостанция (температура, давление, влажность)

Метеостанция предназначена для измерения температуры, влажности, давления в любых помещениях и за ее пределами. Пригодится для быстрого и мобильного измерения основных параметров погоды. Универсальность и портативность не заставит вас беспокоиться об изменениях погодных условий. Выводит показания на экран.

Описание работы метеостанции:

При подключении питания на экране будут высвечиваться показания температуры, влажности или давления, их отличительные значки и единицы измерения с периодичностью в три секунды.

Нам понадобится:

Arduino Uno х 1шт.
Trema Set Shield х 1шт.
Trema OLED-дисплей 128×64 х 1шт.
Trema-модуль барометр BMP280 х 1шт.
Trema-модуль датчик температуры и влажности I2C х 1шт.

Для реализации проекта нам необходимо установить следующие библиотеки:

О том как устанавливать библиотеки, Вы можете ознакомиться на странице Wiki — Установка библиотек в Arduino IDE .

Схема сборки:

Устанавливаем Trema Set Shield в Arduino Uno.
Устанавливаем Trema OLED-дисплей 128×64 в 3 посадочную площадку, в верхнюю I2C колодку.

Устанавливаем Trema-модуль барометр BMP280 в 2 посадочную площадку, в верхнюю I2C колодку. Предварительно перевернув на 180 градусов.

Устанавливаем Trema-модуль датчик температуры и влажности I2C в 6 посадочную площадку, в верхнюю I2C колодку. Предварительно перевернув на 180 градусов.

Полученные результат представлен ниже на рисунке.

Код программы:

Алгоритм работы:

В начале скетча (до кода setup) выполняются следующие действия:

Подключаем библиотеку iarduino_OLED для работы с Trema OLED-дисплей 128×64.
Объявляем объект myLED, с указанием адреса дисплея на шине I2C.
Подключаем шрифт.
Подключаем библиотека iarduino_Pressure_BMP для работы с Trema-модуль барометром BMP280.
Объявляем объект SensorP для работы с датчиком давления.
Библиотека iarduino_AM2320 для работы с Trema-модуль датчиком температуры и влажности I2C.
Объявляем объект SensorTH для работы с датчиком температуры и влажности.
Объявляем двумерный массивы для задействованных картинок (отличительные знаки температуры, влажности или давления).

В коде setup выполняются следующие действия:

Инициализируем работу с датчиками и дисплеем.
Указываем шрифт.
Выводим заставку и очищаем экран.

В коде loop выполняются следующие действия:

Считываем показания температуры и выводим на экран: отличительный знак температуры, показания, единицы измерения. Ждем три секунды и очищаем экран.
Считываем показания влажности и выводим на экран: отличительный знак влажности , показания, единицы измерения. Ждем три секунды и очищаем экран.
Считываем показания давления и выводим на экран: отличительный знак давления , показания, единицы измерения. Ждем три секунды и очищаем экран.

Источник

Комнатная метеостанция на Arduino

Однажды, исследуя просторы интернета наткнулся я на интересную плату Arduino. Меня очень заинтересовала эта плата. С ее помощью можно сделать самому робота, метеостанцию, сигнализацию и даже что-то посерьезней, например — «Умный Дом».

Прикупив сей девайс, начал изучать его особенности. Наигравшись со светодиодами, датчиком температуры и LCD дисплеем, решил сделать что-то такое интересное и то что может пригодиться мне дома.
И вот что получилось из этого…

Сегодня я хочу рассказать про свой небольшой домашний проект, а именно — о комнатной метеостанции на Arduino. Думаю, каждый бы хотел увидеть, например, какая у него температура в комнате или влажность, так вот, мой проект позволит вам сделать это.

Вот так метеостанция будет выглядеть в сборе:

Наверно, вам захотелось собрать такое же устройство, ну что же, не будем тянуть.

Возможности

Но для начала посмотрим, что наша метеостанция может делать:

1) Показывать текущую дату и время;
2) Показывать текущую температуру;
3) Показывать текущую влажность;
4) Показывать текущее атмосферное давление.

Состав

Что нам понадобится для реализации этой метеостанции:

1) Сам микроконтроллер Arduino (я использовал Arduino nano v3);
2) Датчик температуры и влажности Dht22 (маленькие погрешности в показаниях);
3) Барометр BMP085, он много чего может, например, измерение атмосферного давления, температуры, уровень над уровнем моря;
4) Часы реального времени DS3231 (он очень точный и легко настраивается);
5) Нам надо еще это выводить куда-то, мной был выбрал всем известный экран от Nokia 5110;
6) Прямые руки, без этого никак.

7) Блок для батареек, для питания всей конструкции. Я питаю от Usb. От батареек не живет пару дней;
8) Переключатель, он тут для того, чтобы включать подсветку у экрана по мере необходимости;
9) Кусок фанеры и ножки.
10) Разъем для подключения блока питания.

Подключение

Теперь давайте рассмотрим, куда и как что подключать.

1) Первым будет наш экран:
pin 3 — Serial clock out (SCLK)
pin 4 — Serial data out (DIN)
pin 5 — Data/Command select (D/C)
pin 7 — LCD chip select (CS)
pin 6 — LCD reset (RST)
Питание 3.3V

2) Далее датчик температуры и влажности Dht22:
pin 10 — DAT
Питание 5V

3) Третьим будет барометр:
pin 4 — SDA
pin 5 — SCL
Питание 5V

4) Далее часы реального времени:
pin 4 — SDA
pin 5 — SCL
Питание 5V

Не забываем подключать питание и землю.

Ну что, теперь самое интересное, это наш код.
Я постарался его хорошо комментировать, чтобы было понятно, но тут будут вставки и на английском с библиотек. Я думаю, с переводом проблем не будет.

Пример работы метеостанции

Исходники

Нужные библиотеки и сам код программы доступен по
ссылке.

Если есть какие-то вопросы или пожелания — пишите.

Источник

Arduino и метеодатчик BME280/BMP280

Описание

BME280 – высокоточный метеодатчик, измеряющий такие параметры микроклимата как температура, влажность и атмосферное давление. В зависимости от модуля может подключаться к I2C и SPI шинами микроконтроллера и работать от 3-5V, если на плате есть стабилизатор, или 3V, если его нет.

На обратной стороне платы не просто так написано BME280/BMP280 – BMP является урезанной версией BME, в которой нет влажности. Как их различить, если недобросовестный китаец не поставил галочку? По корпусу датчика:

В наборе GyverKIT первых партий (все наборы 2021 года) шёл BME280 версии I2C 5V, но старт продаж набора совпал с мировым кризисом микросхем, из за которого датчик стал сильно дефицитным и китайцы начали хитрить. В наборах GyverKIT 000, 001 и 002 партий можно встретить:

Рабочий BME280
Рабочий BMP280
Нерабочий BMP280

В партии 003 у нас рабочий BMP280. Для влажности используется другой датчик.

Мы приносим свои извинения за эту ситуацию, вы можете запросить возврат средств за модуль у магазина Giant4.

Подключение

Модуль подключается на шину I2C и питание, как и любой другой модуль такого типа:

Arduino: SDA – A4, SCL – A5
Wemos: SDA – D2, SCL – D1

Библиотеки

Adafruit BME280 (для работы также нужна Adafruit Sensor) – самая известная библиотека для работы с BME280. Очень тяжёлая, часть настроек доступна только при ручном редактировании библиотеки.
GyverBME280 – наша библиотека, более удобная и лёгкая. Также поддерживает датчики BMP280

В примерах на этом сайте мы будем использовать GyverBME280. Библиотека идёт в архиве к набору GyverKIT, а свежую версию всегда можно установить/обновить из встроенного менеджера библиотек Arduino по названию GyverBME280. Краткая документация находится по ссылке выше, базовые примеры есть в самой библиотеке.

Примеры

Первым делом стоит удостовериться в работоспособности датчика и узнать его адрес, он может быть 0x77 и 0x76 . Загружаем следующий код:

Открываем монитор порта:

Если вывелось только Start scan и ничего больше – датчик бракованный и не будет работать
Если это рабочий BMP/BME – получим вывод такого вида:

Значит датчик ответил по адресу 0x76. Может ответить по 0x77.

Значит Ардуино не находит датчиков на линии. Либо датчик подключен неправильно, либо бракованный.

Далее откроем базовый пример из библиотеки, который опрашивает значения с датчика. В begin() можно передать адрес, который мы узнали из предыдущего скетча-сканера (не забываем префикс 0x). Загружаем и открываем порт:

Если выведется только слово Start – датчик бракованный и из-за этого программа зависла
Если выведется Error! – датчик бракованный или адрес не соответствует, вернись к предыдущему пункту
Корректно выводятся все три параметра

Start
Temperature: 24.78
Humidity: 41.69
Pressure: 99701.28

Датчик рабочий, и это BME280

Выводится температура и давление, влажность – 0

Start
Temperature: 24.78
Humidity: 0
Pressure: 99701.28

Датчик рабочий, и это BMP280, т.е. без влажности.

Источник

Метеостанция (Arduino pro mini, BME280, LCD1602)

Что можно вывести на двухстрочный экран, кроме «Hello world!»? Почему бы не отображать температуру влажность и давление?

Датчики предлагаемые как учебное пособие к arduino (DHT11, DHT22) показывают температуру и влажность воздуха. В учебных целях (для университета) понадобилось наблюдать так же и за давлением. Естественно на кафедре есть барометр, но почему бы не собрать свой? К тому же можно в дальнейшем накапливать показания в автоматическом режиме, и это неплохой опыт в изучении arduino.

Так или иначе из Китая были заказаны комплектующие и собрано данное устройство.

Необходимые комплектующие

Arduino Pro Mini
I2C для LCD (можно было заказать сразу в сборе, но так вышло чуть чуть дешевле)
LCD 1602
BME280

Для отправки скетча в arduino был использован USB-UART. Так же можно было использовать Raspberry Pi или компьютер с COM портом.

Схема подключения для прошивки и код программы

Из Китая USB-UART пришёл с набором проводков:

Их вполне хватило. Перемычку оставил на 3.3 вольта, несмотря на то что моя версия arduino питается от 5 вольт.

UART — Arduino
5v — VCC
TXD — RXD
RXD — TXD
GND — GND
CTS — DTR (опционально, у меня не работал, возможно потому что напряжение сигналов осталось 3.3В)

Если не подключать DTR, то после отправки прошивки arduino нужно перезагрузить встроенной кнопкой, начнётся активный обмен данными в обе стороны (о чём свидетельствуют светодиоды на USB-UART), после успешной загрузки прошивки, она сама перезагрузится.

Необходимые сторонние библиотеки:

Непосредственно код, с комментариями из примеров (на случай, если кому то понадобится что то менять).

Адрес датчика можно угадать, их всего два.

Как узнать адрес своего дисплея, можно посмотреть тут. В зависимости от микросхемы, есть две таблички.

В данном случае:

И адрес будет 0x3F т.к. A0 — A2 разомкнуты:

Светодиод который обведён в овал ~~лучше~~ можно выпаять.

Резистор выбирался как половина от сопротивления датчика (между VVC и GND), чтобы падения напряжения на нём было 1.7 вольта. Так же схему можно запитать от входа RAW, другим напряжением (например от кроны).

На фотографии видно, что для компактности можно взять питание на датчик и дисплей с другого пина. Так же там видно ответвление оранжево-жёлтой пары проводов, на них висит резистор на 100 Ом, для уменьшения яркости подсветки (можно оставить джампер, но будет резать глаза).

В моём случае всё питается от старого компьютерного блока питания. Можно питать от USB. Все комплектующие были приклеены оказавшемся под рукой клеем «Момент».

На рабочем месте появился 1602 прикрученный к столу, который показывает давление, влажность, температуру. Arduino можно перепрошить не снимая (~~возможно станет бегущей строкой~~).

Источник

Метеостанция на Arduino от А до Я. Часть 2

Выбор железа и софта тесно взаимосвязан как «курица и яйцо». С чего начать, с железа, с софта? Если у вас хорошее железо, но к нему нет драйверов, библиотек и софта (IDE, утилиты для прошивки и т.п.), то оно бесполезно, и наоборот.

Поэтому рассказываю еще раз про выбор между nRF24L01+ и ESP8266 для связи удаленных датчиков с центральным блоком.

Дело в том, что ESP8266 это не просто тупой WiFi адаптер, он имеет на борту микроконтроллер по мощности и объему памяти превосходящий Ардуино. По умолчанию ESP8266 имеет прошивку в виде набора AT команд, в этом случае ESP используется как простой модем. Но есть и более продвинутые прошивки, здесь ESP8266 даже может выступать в роли веб-сервера, ну и конечно же управлять датчиками как и Arduino.

Однако все эти продвинутые прошивки имеют недостатки, которые не позволили (в сумме с железячными вопросами о которых я уже писал) применить ESP8266 в данном проекте:

все прошивки ещё очень сырые (по состоянию на 2016)
некоторые готовые небесплатны
порог вхождения для отладки и внесения изменений гораздо выше, чем у Arduino.

В итоге готовой подходящей продвинутой прошивки я не нашёл, и пока не готов создать свою. ESP8266 чип — обширная и интересная тема.

В свою очередь стандартные AT-прошивки так же имеют минусы:

они всё ещё сыроваты (по состоянию на 2016)
мне не удалось найти нормальную библиотеку для Arduino для управления модулем ESP8266 с помощью AT команд, пришлось «колхозить» самому.

С другой стороны радиомодуль nRF24L01+ прост и понятен, для работы с ним есть супер либа RadioHead и никаких проблем с программированием. Библиотека хорошо документирована, что немаловажно.

RadioHead позволяет передавать структуры данных (а не только отдельные числа), что и реализовано в данном проекте. Забегая вперед скажу, RadioHead может надёжно передавать данные, с повторами если не дошло с первого раза. Все эти вещи библиотека берет на себя.

Для энергосбережения использую библиотеку Low Power Library, она проста и содержит только то, что нужно.

В случае же применения ESP8266 в заоконном датчике, я был бы вынужден создавать WiFi точку доступа и каким-то образом передавать данные (где прошивки, где софт?). Либо позволить датчику напрямую слать данные на веб-сервер, а центральный блок (который в этом случае перестаёт играть роль «центрального») учить читать данные оттуда, чтобы их отобразить на табло.

Другими словами я пошёл путем большей автономии от WiFi интернета и PHP + MySQL сервера. Вы можете начать «клепать» метеостанцию уже сейчас не имея доступа в интернет и/или хостинга для сервера, в этом случае ESP8266 вам не нужен, просто добавите его потом.

Для считывания данных с датчиков типа DHT есть библиотека Adafruit DHT Sensor Library. Работа с ней проста и понятна.

Для датчика давления подходит библиотека Adafruit BMP085 Unified, которая требует наличия библиотеки абстрактного уровня Adafruit Sensor.

В составе всех библиотек есть примеры скетчей.

Вот и всё пожалуй с теоретической частью. «Наши цели ясны, задачи определены. За работу, товарищи!»

Центральный блок. Железо

Ну наконец-то, после всех заумствований приступаем к сборке!

Примечание. Если вы до этого ни разу не собирали метеостанцию (да ладно!), то вы можете начать и не имея всех деталей под рукой. Например, можно начать не имея радиомодуля и/или ESP8266. Датчик барометрического давления BMP180 также может отсутствовать. Добавите потом. Правда в этом случае вам придется самостоятельно закоментировать в скетче те участки кода, которые отвечают за взаимодействие с отсутствующими блоками, но это не так уж и сложно. Я покажу как.

Главное, чтобы хоть что-то собралось и заработало, тогда веселее продолжать.

Как уже говорилось, центральный блок основан на Arduino MEGA. Ещё нам понадобятся:

датчик температуры и влажности DHT11
датчик барометрического давления типа BMP180
WiFi модуль ESP8266
радиомодуль типа nRF24 2,4 Ггц
дисплей типа LCD1604 (4 строки по 16 символов), купить можно за $5
блок питания с выходом 5-12 В постоянного напряжения (я использовал зарядку от мобильного с USB выходом что удобно)
макетная плата под пайку, паяльник, канифоль, припой либо обычная беспаечная arduino-макетная плата. Лично я паял для надёжности, потому что проект явно был долгоиграющим и не хотелось страдать из-за случайно выдернутого из макетки проводка.

Макетную плату для распайки можно купить от $1. Берите размером побольше, чтобы хватило на все соединения. И ещё раз: перед покупкой читайте описание, а не картинку.

Беспаечную плату можно купить от $2. Берите размером побольше, чтобы хватило на все соединения.

Соединительные провода бывают таких нужных нам типов:

Dupont кабель «папа-мама» (есть и «папа-папа», «мама-мама»). Это шлейф из нескольких проводов с разными цветами изоляции и коннекторами под штыревые контакты для Arduino. Такими проводами удобно соединять платы и датчики напрямую к Ардуино без использования макетной платы.
Обычные соединительные провода под беспаечную макетную плату для Ардуино.
Пучок проводков для пайки.

Первым делом распаял табло LCD-1604. Сначала припаял штырьки к табло, затем разъемы к макетной плате.

Паял по наитию без предварительной разводки, поэтому здесь никакой схемы приведено не будет. Делайте как удобнее, хуже не будет. Придерживайтесь только принципа, что чёрный провод — это всегда земля, красный — «плюс» питания, остальные цвета как получится. Получилось так.

Для того чтобы не забыть, где какие разъемы, «покрасил» белым корректором участки платы по соседству и сделал соответствующие надписи. Некрасиво? Зато практично и быстро, это же прототип!

Распиновка и соединение

Дисплей 16×4 LCD1604

Подробнее о дисплее и работе с ним погуглите «Работа с символьными ЖКИ на базе HD44780». Отметим, что нужно внимательно отнестись к полярности подключения питания к ЖК-индикатору и чтобы напряжение питания было в диапазоне +4,5…5,5 В. Невнимательное отношение к этому может привести к выходу индикатора из строя!

Пин LCD 1604	Arduino MEGA	Arduino UNO	Описание
VSS	GND	GND	GND
VDD	5 V	5 V	4,7 — 5,3V
RS	22	4	Высокий уровень означает, что сигнал на выходах DB0—DB7 является данными, низкий — командой
RW	GND	GND	Определяет направление данных (чтение/запись). Так как операция чтения данных из индикатора обычно бывает невостребованной, то можно установить постоянно на этом входе низкий уровень
E	23	5	Импульс длительностью не менее 500 мс на этом выводе определяет сигнал для чтения/записи данных с выводов DB0-DB7, RS и WR
DB4	24	8	Входящие/исходящие данные
DB5	25	9
DB6	26	10
DB7	27	11
LED A+	+5V или резистор 220 Ом → +5VLED-A
LED B-	GND
V0	GND или подстроечник на 10кОм

Программная инициализация будет выглядеть так:

Температура, влажность DHT11

Подключение датчика температуры и влажности DHT11 (SainSmart). Датчик расположите лицевой стороной вверх, выводы будут описаны слева направо.

DHT11	Arduino Mega
DATA	Digital pin 2 (PWM) (см. ниже DHTPIN)
VCC	3,3—5 В (рекомендуется 5 В, лучше внешнее питание)
GND	GND

Барометр BMP180

Подключение датчика атмосферного давления BMP180 (барометр) + температура по интерфейсу I2C/TWI.

BMP180	Arduino Mega
VCC	не подключен
GND	GND
SCL	21 (SCL)
SDA	20 (SDA)
3,3	3,3 В

Для UNO: A4 (SDA), A5 (SCL).

nRF24L01+

Диапазон частот 2,401 — 2,4835 Ггц
126 каналов. Нулевой канал начинается с 2400 Мгц и далее с шагом 1 Мгц, например 70 канал находится соответственно на 2470 Мгц. При установке скорости передачи 2Mbps занимается ширина канала в 2 Мгц
Питание 1,9 — 3,6 В (рекомендуется 3,3 В)

Вот распиновка модуля.

Некоторые советуют сразу же припаять керамический конденсатор 100nF (можно 1µF, 10µF) на выводы питания RF для избежания электрических помех.

Распиновка nRF24L01+ (смотреть сверху платы там где чип, пины должны быть внизу) :

пин 2 3,3V	пин 4 CSN	пин 6 MOSI	пин 8 IRQ
пин 1 GND	пин 3 CE	пин 5 SCK	пин 7 MISO

Подключение для метеостанции:

Arduino Mega	nRF24L01+
3,3 В	VCC пин 2 (лучше внешнее питание)
пин D8	CE пин 3 (chip enable in)
SS пин D53	CSN пин 4 (chip select in)
SCK пин D52	SCK пин 5 (SPI clock in)
MOSI пин D51	SDI пин 6 (SPI Data in)
MISO пин D50	SDO пин 7 (SPI data out)
IRQ пин 8 (Interrupt output) не подсоединен
GND	GND пин 1 (ground in)

Программирование радиомодуля будет подробно описано в программной части.

ESP8266

Распиновка ESP8266 (смотреть сверху платы там где чипы, пины должны быть внизу):

GND	GPIO2	GPIO0	RX
TX	CH_PD	RESET	VCC

Подключение ESP8266 для метеостанции:

ESP8266	Arduino Mega
TX	10 пин (SoftwareSerial RX)
RX	11 пин (SoftwareSerial TX)
VCC	3,3 В
GND	GND
CH_PD	Через резистор 10К к 3,3 В Arduino
GPI0	Необязательно. Через резистор 10К к 3,3 В Arduino
GPI2	Необязательно. Через резистор 10К к 3,3 В Arduino

Центральный блок в сборе. «Материнскую плату» вырезал из картонной коробки из-под обуви и к ней винтиками на 3 прикрутил всё остальное.

Как видим в этом месте всё питание осуществляется от пинов Ардуино, т.е. к блоку питания напрямую ничего не идёт, и пока мощи хватает.

Вроде всё. Ничего не забыл.

Паяйте, соединяйте. В следующей части будет приведен рабочий скетч для центрального блока и наша метеостанция уже что-то покажет.

Источник