سنسور رطوبت و دما
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 SHT20
سنسورهای دما SHT20 ، سنسورهای دما و رطوبتی اند که در پکیج DFN تولید شده و سیگنال های کالیبره شده و خطی را در قالب دیجیتال I²C ارائه می دهند.
دراین سری از سنسورها تلاش شده تا با استفاده از یک تراشه کاملاً جدید CMOSens، یک سنسور رطوبت خازنی بازسازی شده و یک سنسور دمای band gap استاندارد، عملکرد سنسور، نسبت به عملکرد نسل قبلی این سنسور ها(SHT1x و SHT7x) افزایش یابد. به عنوان مثال، اقداماتی برای تثبیت عملکرد در سطوح رطوبت بالا، انجام شده است.
هر کدام از این سنسورها به صورت جداگانه کالیبره و آزمایش می شوند و دقت این سنسورهای رطوبت دیجیتال را می توان با نوشتن دستوراتی، تغییر داد (8تا12بیت برای طوبت و 12 تا 14 بیت برای دما).
ویژگی‌های فنی
- Output Type: Digital-I2C
- Temprature Range: -40°C to +125°
- Humidity range: 0 to 100 %RH
ماژول GebraBit SHT20
GebraBit SHT20 یک ماژول دیجیتال اندازه‌گیری دما و رطوبت است که با ولتاژ تغذیه 3V3 کار میکند. GebraBit SHT20 دارای یک سنسور دیجیتال رطوبت و دما به نام SHT20 است که سیگنال های کالیبره شده و خطی شده را در قالب دیجیتال I2C ارائه می دهد.
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 SHT20 و ارایه دسترسی به پین های آن، محق ساخته است.
برای راه اندازی این ماژول کافیست ماژول GebraBit SHT20 را در BreadBoard قرار داده سپس با اعمال ولتاژ مورد ، ماژول GebraBit SHT20 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 SHT20 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 SHT20 را مانند تصویر بالا در سوکت مربوطه قرار داده و بدون نیاز به سیم کشی ،ماژول سنسور مورد نظر را توسعه دهید.
ویژگی‌های ماژول GebraBit SHT20
- 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)
معرفی بخش های ماژول
سنسور SHT20
سنسور رطوبت و دمای این ماژول بوده که در بالای ماژول قرار گرفته و مدار آن طراحی شده است.
LED تغذیه
با اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پین‌های ماژول GebraBit SHT20
پین های تغذیه
- 3V3 : این پین می تواند 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 SHT20به 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 SHT20 را به پین “3V3” خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول SHT20 را به پین “GND” ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول SHT20 را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
- پین “SDA” ماژول SHT20 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 SHT20 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 SHT20 را به صورت Pin to Pin بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و به راحتی با ماژول GebraBit SHT20 از طریق I2C ارتباط برقرار کنید:
در اینجا برای درک بهتر،اتصال جداگانه این دو ماژول نشان داده شده است.
اتصال I2C با ARDUINO UNO
برای اتصال I2C ماژول GebraBit SHT20به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین “3V3” ماژول SHT20 را به پین “3V3” خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول SHT20 را به پین “GND” برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول SHT20 را به پین A5 برد ARDUINO UNO( (SCLمتصل کنید.(سیم نارنجی)
- پین “SDA” ماژول SHT20 را به پین A4 برد ARDUINO UNO( (SDAمتصل کنید.(سیم آبی)
نحوه اتصال موارد ذکر شده در بالا،در این تصویر مشاهده می شود:
