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 SHT35
SHT3x-DIS ها نسل بعدی سنسورهای دما و رطوبت Sensirion هستند که بر روی یک تراشه سنسور CMOSens جدید ساخته شده اند که در قلب پلت فرم جدید رطوبت و دما Sensirion قرار دارد. برخی از ویژگی‌های آنها شامل پردازش سیگنال پیشرفته، دو آدرس I2C متمایز و قابل انتخاب توسط کاربر و سرعت ارتباط تا 1 مگاهرتز است. این سنسورها در پکیج DFN ساخته میشوند و به همین دلیل میتوانند در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرند بعلاوه، محدوده وسیع ولتاژ تغذیه این سنسورها( 2.4 ولت تا 5.5 ولت)، سازگاری آنها را با موقعیت های مختلف تضمین می کند.
ویژگی‌های فنی
- Output Type: Digital-I2C
- Temprature Range: -40°C to +125°
- Humidity range: 0 to 100 %RH
For more specifications, please refer to datasheet
ویژگی‌های ماژول GebraBit SHT35
- User-selectable module power supply voltage between 3V3 and 5V
- Selectable I2C address
- Access to Reset pin of SHT35
- ON/OFF LED indicator
- GebraBit 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 SHT35
GebraBit SHT35 ماژول دیجیتال اندازه‌گیری دما و رطوبت است که با ولتاژهای تغذیه 3V3 و 5V کار میکند که کاربران میتوانند به راحتی از طریق جامپر سلکتور روی ماژول، ولتاژ مورد نظر خود را انتخاب کنند همچنین میتوانند از طریق پروتکل I2C، با GebraBit SHT35 ارتباط برقرار کرده و قادر به تنظیم آدرس I2C از طریق جامپر سلکتور تعبیه شده روی ماژول، می‌باشند.
یکی دیگر از ویژگی‌های مهم GebraBit SHT35 این است که به راحتی می‌توان از طریق پین های RST و INT ماژول ، به پینRST و پین وقفه سنسور دسترسی داشته و از آنها برای ریست ماژول و ایجاد وقفه، برای نشان دادن وضعیت هشدار سنسور، 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 SHT35 و ارایه دسترسی به پین های آن، محق ساخته است.
برای راه اندازی این ماژول کافیست ماژول GebraBit SHT35 را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مورد ، ماژول GebraBit SHT35 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 SHT35 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 SHT35 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 SHT35
سنسور رطوبت و دمای این ماژول بوده که در بالای ماژول قرار گرفته و مدار آن طراحی شده است.
جامپر سلکتور VCC SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین “5V” و “3V3” انتخاب میشود
جامپر سلکتور ADD SEL
سنسور SHT35 توانایی پاسخگویی به 2 آدرس I²C مجزا را دارد. این ویژگی اجازه می دهد تا بتوان چندین سنسور SHT35 را به یک شبکه I²C وصل کرد و از تضاد آدرس با سایر اجزا جلوگیری میکند. تنها محدودیت این ویژگی، این است که این سطح باید از وضعیت شروع I2C تا پایان ارتباط ثابت بماند.
به همین منظور جامپر سلکتور ADD SEL روی ماژول GebraBit SHT35 تعبیه گردیده تا کاربر بتواند به راحتی با تغییر وضعیت مقاومت 0R این جامپر، آدرس I2C سنسور را تغییر داده و چندین سنسور SHT35 را به شبکه I2C یکسان متصل کند.
جدول آدرس I2C به شرح زیر میباشد:
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 SHT35
پین های تغذیه
- 3V3 و 5V : این پین‌ها می توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتور VCC SEL، تغذیه اصلی سنسور و سطح منطق(Logic Level) ارتباط دیجیتال(I2C ) سنسور را تامین کند.
- 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.با توجه به وضعیت جامپر VCC SEL ،می توانید از سطح منطق(Logic Level) با ولتاژ 5V یا 3V3 استفاده کنید.
- SCL : این پین، پین کلاک ارتباط I2C می باشد، که به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر(پردازنده) ، متصل می شود.با توجه به وضعیت جامپر VCC SEL ،می توانید از سطح منطق(Logic Level) با ولتاژ 5V یا 3V3 استفاده کنید.
دیگر پین ها
- Reset : از پین RST می توان برای تنظیم مجدد سنسور استفاده کرد. حداقل پالس 1 میکروثانیه برای reset سنسور لازم است.
- INT : پین Interrupt (وقفه) سنسور SHT35 بوده که با توجه به دیتاشیت سنسور، کاربر می تواند شرایط وقوع وقفه،حالات و روش های وقوع وقفه و … را تنظیم کند.
اتصال به پردازنده
اتصال I2C با GebraBit STM32F303
برای اتصال I2C ماژول GebraBit SHT35به 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 SHT35 را به پین “3V3” خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول SHT35 را به پین “GND” ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول SHT35 را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
- پین “SDA” ماژول SHT35 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 SHT35 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 SHT35 را به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و به راحتی با ماژول GebraBit SHT35 از طریق I2C ارتباط برقرار کنید:
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلریGebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورVCC SEL ماژول GebraBit SHT35روی “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 SHT35به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین “3V3” ماژول SHT35 را به پین “3V3” خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول SHT35 را به پین “GND” برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول SHT35 را به پین A4 برد ARDUINO UNO( (SCLمتصل کنید.(سیم نارنجی)
- پین “SDA” ماژول SHT35 را به پین A5 برد ARDUINO UNO( (SDAمتصل کنید.(سیم آبی)
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود:
در اینجا برای درک بهتر،اتصال جداگانه این دو ماژول نشان داده شده است.