中级
30 分钟

使用SHT41A和ATmega328P轻松测量温度和湿度

时刻感受舒适

Temp&Hum 22 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

Temp&Hum 22 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

即使在最具挑战性的条件下,也能提供可靠的温度和湿度数据。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Temp&Hum 22 Click 基于 Sensirion 的 SHT41A,这是一款高精度汽车级 16 位相对湿度和温度传感器。SHT41A 构建在全新优化的 CMOS 芯片上,提供更低的功耗、高精度和快速数据传输的数字 I2C 接口。它覆盖扩展的工作湿度和温度范围,湿度为 0% 到 100%RH,温度为 -40°C 到 125°C,精度分别为 ±1%RH 和 ±0.3°C。SHT41A 的集成加热器允许高级板载诊断,并在诸如凝结环境等

恶劣条件下可靠运行。传感器在推荐的平均温度和湿度范围 5-60°C 和 20-80%RH 内工作时表现最佳。长期暴露于推荐的正常范围之外的条件,特别是在高相对湿度下,可能会暂时偏移 RH 信号。返回到推荐的平均温度和湿度范围后,传感器将恢复到规格范围内。此外,为了在使用加热器时最大限度地提高温度,要求安装传感器的热传导和热容量减少。因此,传感器放置在此 Click board™ 上的特定位

置,即标准 PCB 的一部分,传感器区域周围有切口,提高了去污效果并避免了过多的能量消耗。这样的 PCB 布局经过优化,最小化热沉影响。此 Click board™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下运行。在使用不同逻辑电平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。然而,该 Click board™ 配备了包含函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Temp&Hum 22 Click top side image
Temp&Hum 22 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

NC
NC
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
NC
NC
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 22 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
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Arduino UNO Rev3 Access 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 22 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • temphum22_soft_reset - 此函数通过发送软复位命令执行软件复位。

  • temphum22_read_serial_num - 此函数使用 I2C 串行接口读取 4 字节唯一序列号。

  • temphum22_read_measurement_high_precision - 此函数以高精度读取温度和湿度测量值。

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 TempHum 22 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Temp & Hum 22 click board by reading
 * the temperature and humidity data.
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the sensor software reset and then reads
 * and displays the sensor unique serial number.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the temperature (degC) and the relative humidity (%RH) data and 
 * displays the results on the USB UART approximately once per second.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "temphum22.h"

static temphum22_t temphum22;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    temphum22_cfg_t temphum22_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.
    temphum22_cfg_setup( &temphum22_cfg );
    TEMPHUM22_MAP_MIKROBUS( temphum22_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == temphum22_init( &temphum22, &temphum22_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( TEMPHUM22_OK == temphum22_soft_reset ( &temphum22 ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Software reset\r\n" );
    }
    Delay_1sec ( );
    
    uint32_t serial_num;
    if ( TEMPHUM22_OK == temphum22_read_serial_num ( &temphum22, &serial_num ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Serial number: 0x%.8LX\r\n", serial_num );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    float temperature, humidity;
    if ( TEMPHUM22_OK == temphum22_read_measurement_high_precision ( &temphum22, &temperature, &humidity ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Temperature: %.2f degC\r\n", temperature );
        log_printf ( &logger, " Humidity: %.2f %%RH\r\n\n", humidity );
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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