Как измерить температуру и влажность с помощью DHT11 и Arduino: Пошаговое руководство с LCD-дисплеем I2C

В современном мире технологий, где интернет вещей (IoT) стремительно набирает популярность, умение работать с различными датчиками становится все более актуальным. Одним из популярных проектов, доступных как для новичков, так и для опытных инженеров, является измерение температуры и влажности с использованием датчика DHT11 и Arduino. Мы добавим к этому проекту LCD-дисплей с интерфейсом I2C, чтобы удобно отображать полученные данные. В этой статье мы подробно расскажем, как осуществить этот проект, шаг за шагом вводя вас в мир электроники и программирования.

Зачем нам нужен DHT11 и Arduino?

DHT11 – это простой в использовании датчик, который позволяет легко измерять температуру и влажность. Он обладает низкой стоимостью, прост в подключении и программировании. Arduino, в свою очередь, является мощной платформой для реализации самых разных проектов. Его простота в использовании и поддержка множества различных библиотек делают его идеальным выбором как для новичков, так и для профессионалов.

Измещения температуры и влажности имеют множество применений: от метеорологических станций до контроля условий, необходимых для хрупких растений в теплицах. И конечно же, визуализация данных на дисплее – это важная часть, которая позволяет быстро воспринимать информацию. LCD-дисплей с интерфейсом I2C упрощает подключение и управление, что делает проект более доступным.

Что входит в наш проект?

Прежде чем мы начнем работать над проектом, давайте разберемся, что нам понадобится для его реализации. Ниже вы найдете список основных компонентов, которые вам понадобятся для настройки нашей системы.

Компоненты	Описание
Arduino UNO	Основная плата для программирования и управления проектом.
DHT11	Датчик для измерения температуры и влажности.
LCD I2C дисплей	Дисплей для отображения данных с минимальным количеством подключений.
Резисторы и провода	Для подключения компонентов.

Сборка схемы

Теперь, когда мы подготовили все необходимые компоненты, давайте перейдем к сборке схемы. Это довольно несложный процесс, но требует внимательности, чтобы избежать ошибок. Мы начнем с подключения DHT11 к Arduino, а затем добавим LCD-дисплей.

Схема подключения DHT11

Для подключения DHT11 к Arduino вам понадобятся три провода. Вот как они должны быть подключены:

• VCC: Подключите к 5V на Arduino.
• GND: Подключите к GND на Arduino.
• DATA: Подключите к любому цифровому пину (например, D2).

Теперь перейдем к подключению LCD-дисплея с интерфейсом I2C. Это значительно упрощает подключение, так как нам нужно будет всего два провода для передачи данных и один – для питания:

Схема подключения LCD I2C

• VCC: Подключите к 5V на Arduino.
• GND: Подключите к GND на Arduino.
• SDA: Подключите к A4 на Arduino.
• SCL: Подключите к A5 на Arduino.

Теперь, когда мы закончили подключение, давайте убедимся, что наши соединения надежные и крепкие. Это важно для стабильной работы всей системы. Если все правильно подключено, можно переходить к программированию.

Программирование Arduino

Теперь, когда у нас есть вся необходимая схема, пора приступать к программированию. Мы будем использовать Arduino IDE для написания кода. Вначале убедитесь, что вы установили библиотеку DHT для работы с датчиком DHT11, а также библиотеку для работы с I2C LCD-дисплеем.

Установка библиотек

Вы можете установить необходимые библиотеки через Arduino IDE. Просто откройте “Управление библиотеками” в меню “Скетч” и найдите следующие библиотеки:

• DHT sensor library от Adafruit
• LiquidCrystal I2C

После установки библиотек вы можете начать писать код. Вот пример кода для измерения температуры и влажности с использованием DHT11 и отображения данных на LCD-дисплее:

#include 
#include 
#include 

#define DHTPIN 2          // Пин, к которому подключен DHT11
#define DHTTYPE DHT11     // Определяем тип датчика

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // Создаем объект DHT
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Создаем объект LCD

void setup() {
  lcd.begin(); // Инициализация LCD
  dht.begin(); // Инициализация DHT11
  lcd.print("Идет загрузка...");
  delay(2000);
}

void loop() {
  // Чтение температуры и влажности
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  // Проверяем, не было ли ошибок
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    lcd.print("Ошибка чтения!");
    return;
  }

  // Выводим данные на LCD
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Темп: ");
  lcd.print(t);
  lcd.print("C");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Влажн.: ");
  lcd.print(h);
  lcd.print("%");

  delay(2000); // Обновляем данные каждые 2 секунды
}

В этом коде мы начинаем с инициализации н необходимых библиотек и определения пинов. Далее мы создаем объект DHT и LCD, и в функции setup() мы инициализируем их. В основном цикле loop() мы читаем данные с датчика, проверяем на ошибки и отображаем информацию на LCD-дисплее.

Тестируем наш проект

Теперь, когда код написан и все подключено, пора протестировать наш проект. Загрузите код в вашу плату Arduino и внимательно посмотрите на LCD-дисплей. Если все было сделано правильно, вы должны увидеть текущую температуру и влажность в вашем окружении.

Если что-то не работает, проверьте соединения и убедитесь, что библиотеки установлены правильно. Не забывайте, что датчик DHT11 может иметь некоторую погрешность в измерениях, и это нормально! Используйте полученные данные для создания интересных проектов, таких как метеостанция или система мониторинга окружающей среды.

Заключение

Теперь вы обладаете всеми необходимыми знаниями для создания проекта по измерению температуры и влажности с использованием DHT11 и Arduino. Этот проект даст вам представление о том, как работать с датчиками, а также основы программирования и подключения дисплеев. Вы можете модифицировать его, добавлять новые функции или использовать в других проектах.

Надеемся, что данное руководство послужит для вас отличным стартом в мир электроники и IoT. Не бойтесь экспериментировать и учиться новому – каждая попытка и ошибка делают вас только лучше! Удачи в ваших будущих проектах!

Если у вас есть вопросы или предложения, не стесняйтесь делиться ими в комментариях ниже!