Gör din egen rumstermometer och luftfuktighetsmätare med Arduino

Att skapa din egen temperatur-/fuktighetsmätningspryl kan vara en rolig och givande upplevelse. Med hjälp av en Arduino-mikrokontroller kan detta DIY-projekt användas för att övervaka din rumstemperatur och luftfuktighet, särskilt under varma somrar.

Dessutom kan det också hjälpa dig att utvärdera prestandan hos din luftkonditioneringsapparat. För temperatur- och luftfuktighetsavkänning kommer vi att använda en elektronisk sensor, som kopplas till en mikrokontroller som hämtar data från sensorn och presenterar den på en display.

Vad du behöver

För detta DIY-projekt behöver vi följande komponenter:

• Arduino Mega mikrokontroller
• Anslutningsledningar
• USB Typ-A till USB Typ-B-kabel
• DHT22 sensor
• LCD 16x2 display
• Laptop eller dator med Arduino programvara installerat
• Breadboard (se vår guide till med hjälp av en brödbräda)
• Motstånd eller potentiometer

Steg 1: Anslut Arduino Mega Microcontroller

Anslut Arduino-kortet till din PC eller bärbara dator med USB-kabeln. Denna kabel slår inte bara på Arduino-modulen och fungerar som dess strömförsörjning, utan låter datorn också kommunicera med Arduino-kortet för kodexekvering och kommandon. När den är ansluten via en USB-kabel till datorn visar Arduino att den är i driftläge genom att tända dess LED-lampa.

Från menyraden i Arduino IDE, gå till Verktyg fliken och välj Arduino Mega från Styrelse alternativ. På samma sätt väljer du COM-porten under densamma Verktyg flik.

Steg 2: Förbered sensorn och LCD-skärmen

Projektet använder sig av en DHT22 temperatur/fuktighetssensor och en 16x2 LCD-skärm, för vilken du behöver de relevanta Arduino IDE-biblioteken.

DHT22 sensor

DHT11 och DHT22 är elektroniska sensorer som mäter temperaturen och luftfuktigheten i omgivningen. De fungerar enligt liknande principer, men skiljer sig åt i sina specifikationsområden. För detta gör-det-själv-projekt använder vi en DHT 22-sensor (specifikt den trådbundna AM2302-versionen). DHT22 är ett bättre alternativ när det gäller brett räckvidd och noggrannhet för både temperatur- och fuktavkänning.

DHT22 / AM2302-modulen har tre stift med följande konfiguration:

Det enklaste sättet att använda DHT-sensorer med Arduino-mikrokontroller är att installera DHT.h bibliotek, som kan användas för både DHT11- och DHT22-sensorer. Detta bibliotek är vanligtvis förinstallerat i Arduino IDE. Om den inte är tillgänglig kan du installera den från Bibliotekschef under Verktyg flik.

LCD 16x2 display

För att visa sensoravläsningarna använder vi en 16x2 LCD display för Arduino. Den här skärmen har 16 hårdvarustift och behöver ett mikrokontrollergränssnitt för att kontrollera dess funktionalitet. Följande tabell visar hårdvarustiften på LCD-skärmen och deras funktionalitet.

16x2 LCD-skärmen kan visa antingen med fyra databussar eller åtta databussar. Här använder vi fyra databussar från mikrokontrollern till LCD: n. Endast fyra datastift (DB4 till DB7) på 16x2 LCD-skärmen är anslutna till Arduino, tillsammans med RS (Register Select) och EN (Enable) stiften.

I 4-bitarsläge skickas data/kommandon i ett 4-bitars nibble-format. Först skickar den en högre 4-bit och skickar sedan en lägre 4-bit av data/kommando. På grund av sådana anslutningar kan vi spara fyra GPIO-stift på vår Arduino som kan användas för en annan applikation. Observera att syftet med Pins 15 och 16 (Background LED) är att lysa upp displayen, endast för förbättrad synlighet.

Du kan använda LiquidCrystal.h Arduino-bibliotek för att styra 16x2 LCD-skärmen. Detta bibliotek är vanligtvis förinstallerat. Om den inte är tillgänglig kan du installera den från Bibliotekschef under Verktyg fliken i Arduino IDE.

Steg 3: Bygg kretsen för att ansluta sensor och LCD

Följande anslutningsschema används för denna krets.

Arduino Mega-kortet ger strömanslutningar till både LCD-skärmen och sensorn, eftersom de är lågeffektsmoduler och enkelt kan hanteras via detta kort. För kontroll av LCD-ljusstyrka använder vi en resistorspänningsdelare, placerad så att cirka 0,1V till 0,5V tillhandahålls till Pin 3 (VEE) på LCD-skärmen för optimal ljusstyrka. Alternativt kan en potentiometer användas i stället för denna spänningsdelare. Pin 5 (R/W) på LCD-skärmen är inställd på jord för skrivfunktion.

Steg 4: Ladda upp din kod till Arduino

Nu är det dags att ladda upp din kod till Arduino Mega-kortet för att utföra den nödvändiga uppgiften, som inkluderar att hämta sensordata från DHT22 och visa den på LCD-skärmen.

Koden för detta projekt är tillgänglig från denna GitHub repo.

Koden är utformad enligt ledningsanslutningarna för kretsen som visas i steg 3. Nu kan du testa den för prestationsutvärdering.

Testning av modulen

För att säkerställa att sensorn fungerar korrekt och detekterar temperatur och luftfuktighet, håller vi sensorn några centimeter ovanför en kopp varmt vatten (avger heta ångor). Doppa inte DHT 22-sensorn i vatten, eftersom det kan resultera i en kortslutning och orsaka permanent skada på sensorn! Efter några sekunder kan en ökning av temperatur och luftfuktighetsprocent observeras, vilket visar att modulen fungerar bra.

Du har byggt din egen termometer och luftfuktighetsmätare

Nu när du har byggt din egen termometer och luftfuktighetsmätare kan du utöka denna idé ytterligare genom att inkludera fjärrkontroll övervakning av temperatur och luftfuktighet genom att överföra denna information till en annan enhet med hjälp av Wi-Fi eller Bluetooth adapter. Du kan också använda sensordata från denna modul för att aktivera ditt rums luftkonditionering eller avgassystem slå på och av automatiskt enligt önskade inställningar, för att bibehålla temperatur/fuktighet i ditt rum eller arbetsplats.