在LCD上显示温度和湿度

描述

介绍

在这个项目中，我们将连接一个 DHT11 温度和湿度传感器，并在 16x2 LCD 上显示数据。如果您还没有阅读Arduino Uno Rev3 的项目 9 ，请先阅读该内容，因为它介绍了如何在 4 位模式下连接 16x2 字符 LCD。然后，我们将 16x2 LCD 换成 20x4 LCD，以摄氏度、华氏度和开尔文显示湿度和温度。DHT11 传感器可用于气象站、气象气球、无人机或温室。

16x2 字符液晶屏

在我们之前的项目中，我们向您展示了如何将 16x2 LCD 连接到 Uno。您应该将 LCD 的引脚 4、6 和 11-14 分别连接到 Uno 引脚 2、3 和 4-7。您可以使用无焊面包板或 Modulus Canister 连接 LCD。下面显示了一个连接到 Modulus 的图像。

20x4 字符 LCD

与 16x2 LCD 相比，20x4 LCD 每行增加了两行和四列。与 16x2 类似，20x4 LCD 使用日立控制器，因此命令和接口相同。它还具有相同的 16 针接头，允许您在不更改任何接线的情况下拔下 16x2 LCD 并插入 20x4。我们唯一需要更改的是一行代码lcd.begin(20, 4) ，它指定 LCD 的列（第一个参数）和行（第二个参数）。20x4 LCD 的图像如下所示。

DHT11温湿度传感器

有不同类型的 DHT 传感器，例如 DHT11、DHT21、DHT22、DHT33 和 DHT44。它们都测量温度和湿度，但区别主要在于它们的准确性和采样率。例如，我们在下表中展示了两种最流行的 DHT 传感器 DHT11 和 DHT22 的并排比较。DHT22 具有更好的精度和范围，但它的采样率较慢，体积更大，成本是 DHT11 的两倍。

 

 

为了测量温度和湿度，分别使用热敏电阻和电容式湿度传感器。热敏电阻的电阻随着温度的变化而变化——随着温度的升高，电阻降低。对于湿度传感器，两个电极之间的电阻随着湿度的变化而变化。这两种电阻变化均由传感器上的 IC 测量，并通过 1-wire 接口发送到主机。每个样本由一个 40 位的数据包组成。

我们使用的是 3 针 DHT11 传感器，如下图所示。引脚是“+”、“OUT”和“-”。传感器可以提供 +5Vdc 或 +3.3Vdc - 我们将提供 +5Vdc 给它。

DHT11 接线

我们使用直角 (R/A) 母头将 DHT11 传感器安装到 Modulus 的 2.54mm 节距部分，如下图所示。将 4 针 R/A 母头焊接到板的边缘。接下来，焊接与母头相邻的 4 针公头。一旦你焊接了接头，将电路板翻转过来，在接头的相邻引脚之间建立一个焊桥。

 

安装有直角母头的 DHT11 传感器

 

 

公母头之间的焊桥

 

将“+”引脚绕线至 +5Vdc，这是 4x26 引脚分接头上第 20 列中的任何引脚。然后将“-”引脚绕线到 4x26 引脚分接头下方的 GND 矢量。使用 12" F/M 跳线将“OUT”引脚连接到 Uno 的引脚 8。如果您使用的是面包板，接线图如下所示。

 

连接到 Uno 的 LCD 和 DHT11 传感器的电路原理图

 

燃料罐接线

如果您还没有将 Uno 安装到 FuelCan 的原型制作区域，请继续执行此操作。如果您使用的是面包板而不是 Modulus，请将面包板放在底部的储物箱中以限制跳线的长度。您需要使用提供的香蕉插孔来测试引线夹电缆，为面包板上的电源和接地轨提供 +5V 和 GND。您将需要两个公头针将测试引线夹安装在面包板一侧。将 USB 电缆的 A 型端插入 USB1 插座，将 B 型端插入 Uno 的插座。使用 AC-DC 电源适配器为 FuelCan 供电。

软件

一旦接线完成并且 FuelCan 通电，我们现在可以将草图加载到 Uno 上。第一个草图用于 16x2 LCD。第二个草图用于 20x4 LCD。DHT11 传感器每两秒采样一次，因为采样速度更快会导致错误。