Feuchtigkeits- und Temperaturmessung mit HTS221 und Arduino Nano - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

HTS221 ist ein ultrakompakter kapazitiver digitaler Sensor für relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Es enthält ein Sensorelement und einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) für gemischte Signale, um die Messinformationen über digitale serielle Schnittstellen bereitzustellen. Integriert mit so vielen Funktionen ist dies einer der am besten geeigneten Sensoren für kritische Feuchtigkeits- und Temperaturmessungen.

In diesem Tutorial wurde die Anbindung des HTS221-Sensormoduls an arduino nano veranschaulicht. Zum Auslesen der Feuchte- und Temperaturwerte haben wir arduino mit einem I2c-Adapter verwendet. Dieser I2C-Adapter macht die Verbindung zum Sensormodul einfach und zuverlässiger.

Schritt 1: Erforderliche Hardware:

Zu den Materialien, die wir zur Erreichung unseres Ziels benötigen, gehören die folgenden Hardwarekomponenten:

1. HTS221

2. Arduino Nano

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Arduino Nano

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erläutert im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem arduino nano. Die Sicherstellung korrekter Verbindungen ist die Grundvoraussetzung bei der Arbeit an jedem System für die gewünschte Ausgabe. Die erforderlichen Verbindungen sind also wie folgt:

Der HTS221 funktioniert über I2C. Hier ist das Beispiel-Verdrahtungsdiagramm, das zeigt, wie jede Schnittstelle des Sensors verdrahtet wird.

Out-of-the-box ist das Board für eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, daher empfehlen wir, diesen Anschluss zu verwenden, wenn Sie ansonsten agnostisch sind.

Alles was Sie brauchen sind vier Drähte! Es werden nur vier Anschlüsse benötigt Vcc, Gnd, SCL und SDA Pins und diese werden mit Hilfe von I2C Kabel verbunden.

Diese Verbindungen sind in den obigen Bildern dargestellt.

Schritt 3: Code für Feuchte- und Temperaturmessung:

Beginnen wir jetzt mit dem Arduino-Code.

Bei der Verwendung des Sensormoduls mit dem Arduino binden wir die Wire.h-Bibliothek ein. Die Bibliothek "Wire" enthält die Funktionen, die die i2c-Kommunikation zwischen Sensor und Arduino-Board ermöglichen.

Der gesamte Arduino-Code ist unten für den Benutzer angegeben:

#enthalten

// HTS221 I2C-Adresse ist 0x5F

#define Addr 0x5F

Void-Setup ()

{

// I2C-Kommunikation als MASTER initialisieren

Wire.begin();

// Serielle Kommunikation initialisieren, Baudrate = 9600. einstellen

Serial.begin (9600);

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Wählen Sie das durchschnittliche Konfigurationsregister

Wire.write(0x10);

// Temperaturdurchschnittsproben = 256, Feuchtigkeitsdurchschnittsproben = 512

Wire.write (0x1B);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Steuerregister auswählen1

Wire.write (0x20);

// Power ON, kontinuierliches Update, Datenausgaberate = 1 Hz

Wire.write (0x85);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

Verzögerung (300);

}

Leere Schleife ()

{

unsignierte int-Daten[2];

unsigned int val[4];

unsigned int H0, H1, H2, H3, T0, T1, T2, T3, roh;

// Feuchtigkeitskalibrierungswerte

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

{

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write((48 + i));

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Feuchtigkeitsdaten konvertieren

H0 = Daten[0] / 2;

H1 = Daten[1] / 2;

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

{

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write((54 + i));

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Feuchtigkeitsdaten konvertieren

H2 = (Daten[1] * 256.0) + Daten[0];

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

{

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write((58 + i));

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Feuchtigkeitsdaten konvertieren

H3 = (Daten[1] * 256.0) + Daten[0];

// Temperaturkalibrierungswerte

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write (0x32);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

T0 = Wire.read();

}

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write (0x33);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

T1 = Wire.read();

}

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write (0x35);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

raw = Wire.read();

}

roh = roh & 0x0F;

// Konvertieren Sie die Temperaturkalibrierungswerte in 10-Bit

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

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

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

{

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write((60 + i));

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Konvertieren Sie die Daten

T2 = (Daten[1] * 256.0) + Daten[0];

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

{

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write((62 + i));

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 1 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 1);

// 1 Byte Daten lesen

if(Draht.verfügbar() == 1)

{

data = Wire.read();

}

}

// Konvertieren Sie die Daten

T3 = (Daten[1] * 256.0) + Daten[0];

// I2C-Übertragung starten

Wire.beginTransmission(Addr);

// Datenregister senden

Wire.write(0x28 | 0x80);

// I2C-Übertragung stoppen

Wire.endTransmission();

// 4 Byte Daten anfordern

Wire.requestFrom(Addr, 4);

// 4 Byte Daten lesen

// Luftfeuchtigkeit msb, Luftfeuchtigkeit lsb, temp msb, temp lsb

if(Draht.verfügbar() == 4)

{

val[0] = Wire.read();

val[1] = Wire.read();

val[2] = Wire.read();

val[3] = Wire.read();

}

// Konvertieren Sie die Daten

Schwebefeuchte = (val[1] * 256.0) + val[0];

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

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

Schwimmer cTemp = (((T1 - T0) / 8,0) * (Temp - T2)) / (T3 - T2) + (T0 / 8,0);

Schwimmer fTemp = (cTemp * 1,8) + 32;

// Daten an seriellen Monitor ausgeben

Serial.print ("Relative Luftfeuchtigkeit: ");

Serial.print (Luftfeuchtigkeit);

Serial.println("% RH");

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

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

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

Serial.print (fTemp);

Serial.println("F");

Verzögerung (500);

}

In der Drahtbibliothek werden Wire.write() und Wire.read() verwendet, um die Befehle zu schreiben und den Sensorausgang zu lesen.

Serial.print () und Serial.println () wird verwendet, um die Ausgabe des Sensors auf dem seriellen Monitor der Arduino IDE anzuzeigen.

Die Ausgabe des Sensors ist im Bild oben dargestellt.

Schritt 4: Anwendungen:

HTS221 kann in verschiedenen Verbraucherprodukten wie Luftbefeuchtern und Kühlschränken usw. eingesetzt werden. Dieser Sensor findet auch seine Anwendung in einem breiteren Bereich, einschließlich Smart Home Automation, Industrieautomation, Beatmungsgeräte, Asset- und Warenverfolgung.