中级
30 分钟

使用HIH8130-021-001和ATmega328P制作您的个人气象监测器

精确的气象监测

Temp&Hum 21 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

Temp&Hum 21 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

如果在线天气预报不够准确。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Temp&Hum 21 Click基于Honeywell Sensing and Productivity Solutions的HIH8130-021-001,这是一款高精度、经过完全校准的数字湿度和温度传感器。湿度范围为0到100%RH,而温度传感器设计范围为-40到+120°C。在10%RH至90%RH的测量范围内,湿度的典型精度为±2%RH,工作温度范围的温度精度为±0.5°C,具有低功耗特性。HIH8130-021-001通过标准的I2C 2线接口与MCU通信,支持最高400kHz的

快速模式操作,向主控制器提供工厂校准的14位数据。在应用中具有高14位湿度和14位温度传感器分辨率,有助于用户的设计检测最微小的相对湿度或温度变化。它还具有报警功能,可配置的报警阈值路由到mikroBUS™插座上的ALH和ALL引脚,用于在湿度和温度的最小值和最大值处进行预设控制。当设备中的实际值越过定义的阈值时,这些报警阈值被设置为生成警报。要激活报警阈值的外部设置,需要填充电阻R4和

R5,这些电阻默认情况下未填充,在Click board™的中间未填充的头部上启用外部设置。该Click board™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。然而,该Click board™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Temp&Hum 21 Click top side image
Temp&Hum 21 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Alarm Low Threshold
PC0
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Alarm High Threshold
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Temp&Hum 21 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Barometer 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Temp&Hum 21 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • temphum21_read_measurement - 此函数请求测量并等待测量完成,然后读取以摄氏度为单位的温度和以百分比表示的相对湿度。

  • temphum21_get_all_pin - 此函数返回报警低(ALL)引脚的逻辑状态。

  • temphum21_get_alh_pin - 此函数返回报警高(ALH)引脚的逻辑状态。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief TempHum21 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Temp & Hum 21 Click board by reading
 * the temperature and humidity data.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the temperature (Celsius) and humidity (Percents) data and displays the
 * results on the USB UART approximately once per second. It also checks if any alarm
 * is detected on the humidity measurement.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "temphum21.h"

static temphum21_t temphum21;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    temphum21_cfg_t temphum21_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    temphum21_cfg_setup( &temphum21_cfg );
    TEMPHUM21_MAP_MIKROBUS( temphum21_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == temphum21_init( &temphum21, &temphum21_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( TEMPHUM21_ERROR == temphum21_default_cfg ( &temphum21 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float temperature = 0;
    float humidity = 0;
    if ( TEMPHUM21_STATUS_NORMAL_OP == temphum21_read_measurement ( &temphum21, &temperature, &humidity ) )
    {
        if ( temphum21_get_all_pin ( &temphum21 ) )
        {
            log_info ( &logger, " Alarm LOW detected " );
        }
        else if ( temphum21_get_alh_pin ( &temphum21 ) )
        {
            log_info ( &logger, " Alarm HIGH detected " );
        }
        
        log_printf ( &logger, " Temperature: %.2f C\r\n", temperature );
        log_printf ( &logger, " Humidity: %.2f %%\r\n\n", humidity );
        
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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