دما اندازه گیری میزان گرمی یا سردی با توجه به یک استاندارد تعیین شده است که اغلب بر حسب درجه فارنهایت یا سانتیگراد بیان می شود و رطوبت به مقدار بخار آب موجود در هوا اشاره دارد و هر دوی آنها بر روی گیاهان، جانوران و همچنین محیط زیست تأثیر می گذارند.
به طور کلی دو نوع رطوبت وجود دارد رطوبت مطلق و طوبت نسبی. رطوبت مطلق، رطوبت موجود در هوا را بدون در نظر گرفتن دما بیان میکند در حالی که رطوبت نسبی، رطوبت موجود در هوا را با توجه به دمای هوا بررسی میکند. اگر دما افزایش یابد منجر به کاهش رطوبت نسبی می شود، بنابراین هوا خشک تر می شود، در حالی که با کاهش دما، هوا مرطوب می شود به این معنی که رطوبت نسبی افزایش می یابد.
سنسور دما و رطوبت، سنسوری است که دما و رطوبت را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کرده و می تواند دما و رطوبت محیط را اندازه گیری کند. ترانسمیترهای رطوبت دما موجود در بازار عموماً میزان دما و رطوبت نسبی هوا را اندازه گیری می کنند و طبق الگوی خاصی آن را به سیگنال های الکتریکی یا سایر اشکال سیگنال تبدیل می کنند.
مروری بر HTU20D
سنسورهای HTU20D ، سنسورهای دیجیتال رطوبت اند که دارای مصرف انرژی پاینی بوده و برای کابردهای حساس، قابل استفاده و مناسب اند. این سنسورها در پکیج DFN تولید شده و سیگنال های کالیبره شده و خطی را در قالب دیجیتال I²C ارائه می دهند. همچنین دقت این سنسور رطوبت دیجیتال را می توان با نوشتن دستوراتی، تغییر داد (8تا12بیت برای طوبت و 12 تا 14 بیت برای دما).
کاربردها
مشخصات فنی
- Home Appliance
- Medical
- Printers
- Humidifier
- Multimedia: Smartphone, Tablet, …
- Output type: Digital-I2C
- Humidity rangege: 0 to 100 %RH
- Temperature range: -40°C to +125°C
For more specifications, please refer to datasheet
ویژگیهای ماژول GebraBit HTU20D
- User-selectable module power supply voltage between 1V8 and 3V3
- ON/OFF LED indicator
- Pin Compatible with GEBRABUS
- It can be used as a daughter board of Gebrabit MCU Modules
- Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
- Separatable screw parts to reduce the size of the board
- Package: GebraBit small (36.29mm x 32.72mm)
ماژول GebraBit HTU20D
GebraBit HTU20D یک ماژول دیجیتالی اندازهگیری دما و رطوبت است که میتواند از طریق پروتکل I2C ارتباط برقرار کند و با ولتاژهای تغذیه 1V8 و 3V3 کار میکند که کاربران میتوانند ولتاژ مورد نیازشان را از طریق جامپر سلکتور تعبیه شده روی برد، انتخاب کنند. این ویژگی کمک میکند که بتوان از طیف وسیعی از میکروکنترلرها برای ارتباط با این ماژول استفاده کرد.
با توجه به دشواری دستسرسی به پین های سنسور، کاربران برای توسعه سخت افزاری و البته توسعه نرم افزاری سنسور،نیاز به یک مدار راه انداز و درایور دارند.GebraBit برای راحتی کاربران این امر را با پیاده سازی مدار سنسور HTU20D و ارایه دسترسی به پین های آن، محق ساخته است.
برای راه اندازی این ماژول کافیست ماژول GebraBit HTU20D را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مورد ، ماژول GebraBit HTU20D را با هریک از برد های اردوینو، رزبری پای ، دیسکاوری و مخصوصا ماژول GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 که پیشنهاد ما استفاده از ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit هست،راه اندازی و دیتا را دریافت کنید.
دلیل پیشنهاد ما در راه اندازی ماژول GebraBit HTU20D با ماژول های توسعه میکروکنترلری GebraBit مانند GebraBit STM32F303 یا GebraBit ATMEGA32 ،وجود رگولاتور داخلی 3V3 در آنها و سازگاری ترتیب پین های همه ماژول های GebraBit با هم بوده(استاندارد GEBRABUS) که فقط کافیست ماژول GebraBit HTU20D را مانند تصویر بالا در سوکت مربوطه قرار داده و بدون نیاز به سیم کشی ،ماژول سنسور مورد نظر را توسعه دهید.
معرفی بخش های ماژول
سنسور HTU20D
سنسور دیجیتال رطوبت این ماژول بوده که در بالای ماژول قرار گرفته و مدار آن طراحی شده است و خروجی دمای آن در دسترس کاربر قرار گرفته است.
جامپر سلکتور VCC SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین “1V8” و “3V3” انتخاب میشود
LED تغذیه
با توجه به وضعیت جامپر VCC SEL و اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پینهای ماژول GebraBit HTU20D
پین های تغذیه
- 3V3 و 1V8 : این پینها می توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتور VCC SEL، تغذیه اصلی سنسور را تامین کنند.
- GND : این پین زمین مشترک برای تغذیه و سطح منطق(Logic Level) سنسور می باشد.
پینهای I2C
- SDA : این پین، پین دیتای ارتباط I2C می باشد، که به پین دیتای متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.
- SCL : این پین، پین کلاک ارتباط I2C می باشد، که به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.
اتصال به پردازنده
اتصال I2C با GebraBit STM32F303
برای اتصال I2C ماژول GebraBit HTU20Dبه ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 بعد از تعریف کردن SDA و SCL روی پین های PB9 و PB8 (برای راحتی کار در STMCUBEMX)مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین “3V3” ماژول HTU20D را به پین “3V3” خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول HTU20D را به پین “GND” ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول HTU20D را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
- پین “SDA” ماژول HTU20D را به پین PB9 ماژول میکروکنترلر (SDA) متصل کنید.(سیم زرد)
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود:
توجه: با توجه به اینکه پین PA14 ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 برای پروگرام کردن میکروکنترلر استفاده میشود،تنظیم I2C بر روی پین های PA14 و PA15 در این ورژن مقدور نمی باشد،لذا در اتصال I2C به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 در این ورژن ، ماژول GebraBit HTU20D نمی تواند به صورت Pin to Pin بر روی آن قرار گیرد.
اتصال I2C با GebraBit ATMEGA32A
با توجه به اینکه پین های I2C میکروکنترلر ATMEGA32A بر اساس استاندارد GEBRABUS متناظر با پین های I2C دیگر ماژول های GEBRABIT می باشد، ماژول GebraBit HTU20D را به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و به راحتی با ماژول GebraBit HTU20D از طریق I2C ارتباط برقرار کنید. در اینجا برای درک بهتر اتصال جداگانه دو ماژول نمایش داده شده است.
توجه: در صورت استفاده از ماژولهای میکروکنترلریGebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورVCC SEL ماژول GebraBit HTU20Dروی “3V3” باشد تا راحت تر بتوانید با گرفتن ولتاژ”3V3” از ماژول میکروکنترلری ، ماژول سنسور مورد نظر را راه اندازی کنید.
اتصال I2C با ARDUINO UNO
برای اتصال I2C ماژول GebraBit HTU20Dبه ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین “3V3” ماژول HTU20D را به پین “3V3” خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول HTU20D را به پین “GND” برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول HTU20D را به پین A5 برد ARDUINO UNO( (SCLمتصل کنید.(سیم آبی)
- پین “SDA” ماژول HTU20D را به پین A4 برد ARDUINO UNO( (SDAمتصل کنید.(سیم نارنجی)
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود: