Vocht- en temperatuurmeting met HTS221 en Arduino Nano: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

HTS221 is een ultracompacte capacitieve digitale sensor voor relatieve vochtigheid en temperatuur. Het bevat een detectie-element en een mixed signal application specific integrated circuit (ASIC) om de meetinformatie te leveren via digitale seriële interfaces. Geïntegreerd met zoveel functies is dit een van de meest geschikte sensoren voor kritische vochtigheids- en temperatuurmetingen.

In deze tutorial is de interface van de HTS221-sensormodule met arduino nano geïllustreerd. Om de vochtigheids- en temperatuurwaarden uit te lezen, hebben we arduino gebruikt met een I2c-adapter. Deze I2C-adapter maakt de verbinding met de sensormodule eenvoudig en betrouwbaarder.

Stap 1: Benodigde hardware:

De materialen die we nodig hebben om ons doel te bereiken, omvatten de volgende hardwarecomponenten:

1. HTS221

2. Arduino Nano

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Arduino Nano

Stap 2: Hardware-aansluiting:

De hardware-aansluitingssectie legt in feite de bedradingsverbindingen uit die nodig zijn tussen de sensor en de arduino nano. Zorgen voor correcte verbindingen is de basisbehoefte bij het werken aan elk systeem voor de gewenste output. De vereiste verbindingen zijn dus als volgt:

De HTS221 werkt via I2C. Hier is het voorbeeldbedradingsschema, dat laat zien hoe elke interface van de sensor moet worden aangesloten.

Out-of-the-box, het bord is geconfigureerd voor een I2C-interface, daarom raden we aan om deze aansluiting te gebruiken als je verder agnostisch bent.

Alles wat je nodig hebt zijn vier draden! Er zijn slechts vier aansluitingen nodig Vcc, Gnd, SCL en SDA-pinnen en deze worden verbonden met behulp van I2C-kabel.

Deze verbindingen worden gedemonstreerd in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 3: Code voor vochtigheids- en temperatuurmeting:

Laten we nu beginnen met de Arduino-code.

Bij het gebruik van de sensormodule met de Arduino nemen we de Wire.h-bibliotheek op. De "Wire"-bibliotheek bevat de functies die de i2c-communicatie tussen de sensor en het Arduino-bord vergemakkelijken.

De volledige Arduino-code wordt hieronder gegeven voor het gemak van de gebruiker:

#erbij betrekken

// HTS221 I2C-adres is 0x5F

#define Addr 0x5F

ongeldige setup()

{

// Initialiseer I2C-communicatie als MASTER

Draad.begin();

// Initialiseer seriële communicatie, stel baudrate in = 9600

Serieel.begin(9600);

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Selecteer gemiddeld configuratieregister

Draad.schrijven (0x10);

// Gemiddelde temperatuurmonsters = 256, gemiddelde vochtigheidsmonsters = 512

Draad.schrijven (0x1B);

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Selecteer controleregister1

Draad.schrijven (0x20);

// Stroom AAN, continue update, gegevensuitvoersnelheid = 1 Hz

Draad.schrijven (0x85);

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

vertraging (300);

}

lege lus()

{

niet-ondertekende int-gegevens[2];

niet-ondertekende int val[4];

niet ondertekend int H0, H1, H2, H3, T0, T1, T2, T3, onbewerkt;

// Vochtigheidskalibratiewaarden

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Wire.write((48 + i));

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Vochtigheidsgegevens converteren

H0 = gegevens[0] / 2;

H1 = gegevens[1] / 2;

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Wire.write((54 + i));

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Vochtigheidsgegevens converteren

H2 = (gegevens[1] * 256,0) + gegevens[0];

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Wire.write((58 + i));

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Vochtigheidsgegevens converteren

H3 = (gegevens[1] * 256,0) + gegevens[0];

// Temperatuur kalibratie waarden

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Draad.schrijven (0x32);

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

T0 = Draad.lezen();

}

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Draad.schrijven (0x33);

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

T1 = Draad.lezen();

}

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Draad.schrijven (0x35);

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

onbewerkt = Draad.lezen();

}

onbewerkt = onbewerkt & 0x0F;

// Converteer de temperatuurkalibratiewaarden naar 10-bits

T0 = ((ruwe & 0x03) * 256) + T0;

T1 = ((ruwe & 0x0C) * 64) + T1;

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Wire.write((60 + i));

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Converteer de gegevens

T2 = (gegevens[1] * 256,0) + gegevens[0];

for(int i = 0; i < 2; i++)

{

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Wire.write((62 + i));

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 1 byte aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// Lees 1 byte aan gegevens

if(Draad.beschikbaar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Converteer de gegevens

T3 = (gegevens[1] * 256,0) + gegevens[0];

// Start I2C-verzending

Wire.beginTransmission (Addr);

// Gegevensregister verzenden

Draad.schrijven (0x28 | 0x80);

// Stop I2C-verzending

Wire.endTransmission();

// Vraag 4 bytes aan gegevens aan

Wire.requestFrom(Addr, 4);

// Lees 4 bytes aan gegevens

// vochtigheid msb, vochtigheid lsb, temp msb, temp lsb

if(Draad.beschikbaar() == 4)

{

val[0] = Draad.lezen();

val[1] = Draad.lezen();

val[2] = Draad.lezen();

val[3] = Draad.lezen();

}

// Converteer de gegevens

vlottervochtigheid = (val[1] * 256,0) + val[0];

vochtigheid = ((1,0 * H1) - (1,0 * H0)) * (1,0 * vochtigheid - 1,0 * H2) / (1,0 * H3 - 1,0 * H2) + (1,0 * H0);

int temp = (val[3] * 256) + val[2];

float cTemp = (((T1 - T0) / 8.0) * (temp - T2)) / (T3 - T2) + (T0 / 8.0);

float fTemp = (cTemp * 1.8) + 32;

// Gegevens uitvoeren naar seriële monitor

Serial.print("Relatieve vochtigheid: ");

Seriële.afdruk (vochtigheid);

Serial.println ("% RV");

Serial.print ("Temperatuur in Celsius: ");

Serieel.print(cTemp); Serieel.println("C");

Serial.print("Temperatuur in Fahrenheit: ");

Serieel.print(fTemp);

Serieel.println ("F");

vertraging (500);

}

In de draadbibliotheek worden Wire.write() en Wire.read() gebruikt om de commando's te schrijven en de sensoruitgang te lezen.

Serial.print() en Serial.println() worden gebruikt om de output van de sensor op de seriële monitor van de Arduino IDE weer te geven.

De output van de sensor wordt getoond in de afbeelding hierboven.

Stap 4: Toepassingen:

HTS221 kan worden gebruikt in verschillende consumentenproducten zoals luchtbevochtigers en koelkasten enz. Deze sensor vindt ook zijn toepassing in een breder gebied, waaronder slimme domotica, industriële automatisering, beademingsapparatuur, het volgen van activa en goederen.