Bu projenin amacı nedir?
Bu projenin amacı, HTU31D sensörünü Arduino projelerinize entegre etmek için gereken bilgi ve pratik deneyimi size kazandırmaktır. Sıcaklık ve nem verilerini nasıl ölçeceğinizi ve yorumlayacağınızı öğrenerek, hava istasyonları, akıllı ev otomasyonu ve tarımsal izleme gibi çeşitli alanlara uygulanabilen çevresel değişiklikleri izleyen ve bunlara tepki veren duyarlı sistemler oluşturabileceksiniz.
Bu eğitimde neler öğreneceğiz?
- HTU31D (HTU21D/HTU31D) sıcaklık ve nem sensörünü Arduino’ya bağlayın ve I2C iletişimini kurun.
- HTU31D’nin Arduino ile uyumluluğu için mevcut bir kütüphaneyi kullanın ve I2C veri işleme konusunda bilgi edinin .
- Sensörü kullanarak sıcaklığı °C cinsinden ve nemi %RH cinsinden ölçün ve verileri pratik uygulamalar için yorumlayın.
- Çevresel izleme için sensör tabanlı projeler uygulayın , sıcaklık ve nem seviyelerine dayalı duyarlı sistemler oluşturma becerilerinizi geliştirin .
Bu uygulamalı kılavuz, Arduino ile sensör entegrasyonu ve gerçek zamanlı veri izleme konusunda bilgi sağlar.
Bu projeye başlamak için neye ihtiyacımız var?
bu projeyi gerçekleştirmek için bazı donanım ve yazılımlara ihtiyacımız var. Bu donanım ve yazılımların başlıkları aşağıdaki tabloda sizlere sunulmuştur ve her birinin üzerine tıklayarak hazırlayabilir/indirebilir ve başlamaya hazırlanabilirsiniz.
| GEREKLİ DONANIM | GEREKLİ YAZILIM |
|---|---|
| Arduino Programmer | Arduino IDE – (Nasıl kurulur ?) |
| Arduino Development Board- ( Arduino UNO ) | |
| Gebra HTU31D Bağıl Nem ve Sıcaklık Modülü |
GebraMS sizin kolaylığınız için çoğu arduino projesi için özel kütüphaneler hazırlamış
GebraMS’in hazırladığı kütüphanesini indirip Arduino IDE’nize eklemeniz gerekecek. (Gebra kütüphaneleri Arduino’ya nasıl eklenir)
Öncelikle aşağıdaki görselde görüldüğü gibi Gebra HTU31D modülümüzü Arduino UNO’ya şu şekilde bağlıyoruz:
Daha sonra Gebra HTU31D kütüphanesini indirip Arduino IDE’nize ekleyin
Source Code
Projenin kütüphanesi (Library)
GebraMS, çeşitli sensör ve entegrelerin modüler tasarımına ek olarak, kullanıcıların yazılım kurma ve geliştirme işlemlerini kolaylaştırmak için C dilinde çeşitli yapılandırılmış ve donanımdan bağımsız kütüphaneler (Library) sağlamaya çalışır. Bu amaçla, kullanıcılar, istedikleri modülün kütüphanesini “.h” ve “.c” dosyasını (Başlık ve Kaynak) olarak indirebilirler.
GebraMS tarafından sağlanan projenin kütüphanesini projenize ekleyerek ( projeye dosya nasıl eklenir ) kodumuzu kolayca geliştirebiliriz. ilgili dosyaları projenin sonunda veya sağ tarafta ilgili sayfalar kısmında bulabilirsiniz
Kütüphanede tanımlanan tüm fonksiyonlar tüm detaylarıyla yorumlanmakta ve fonksiyonların argümanlarında alınan tüm parametreler ve dönüş değerleri kısaca açıklanmaktadır. Kütüphaneler donanımdan bağımsız olduğundan kullanıcı istediği compiler’e kolaylıkla kütüphaneyi ekleyebilir ve istediği mikroişlemci ve geliştirme kartı ile geliştirebilir.
USER REGISTER MAP
The registry map or sensor commands are defined in this section:
/************************************************
* USER REGISTER MAP *
************************************************/
#define HTU31D_ADDRESS 0x40
#define HTU31D_CONVERSION 0x40
#define HTU31D_READ_TEMPERATURE_HUMIDITY 0x00
#define HTU31D_READ_HUMIDITY 0x10
#define HTU31D_RESET 0x1E
#define HTU31D_HEATER_ON 0x04
#define HTU31D_HEATER_OFF 0x02
#define HTU31D_READ_SERIAL_NUMBER 0x0A
#define HTU31D_READ_DIAGNOSTIC 0x08
// Processing constants
#define HTU31D_TEMPERATURE_COEFFICIENT (float)(-0.15)
#define HTU31D_CONSTANT_A (float)(8.1332)
#define HTU31D_CONSTANT_B (float)(1762.39)
#define HTU31D_CONSTANT_C (float)(235.66)
// Coefficients for temperature computation
#define TEMPERATURE_COEFF_MUL (175.72)
#define TEMPERATURE_COEFF_ADD (-46.85)
// Coefficients for relative humidity computation
#define HUMIDITY_COEFF_MUL (125)
#define HUMIDITY_COEFF_ADD (-6)
/*----------------------------------------------*
* USER REGISTER MAP End *
*----------------------------------------------*/HTU31D_Ability Enum
The ability to activate or deactivate different parts of the sensor is defined in this enum:
typedef enum Ability
{
Disable = 0 ,
Enable
}HTU31D_Ability;HTU31D_Action Enum
The values of this enum are used to activate and deactivate different parts of the sensor:
typedef enum Action
{
DEACTIVE = 0,
ACTIVE = 1
}HTU31D_Action;HTU31D_ Humidity_OSR Enum
The values of this enum are used for the humidity sensor OSR settings:
typedef enum Humidity_OSR
{
HUMIDITY_OSR_0 = 0x00 ,
HUMIDITY_OSR_1 = 0x08 ,
HUMIDITY_OSR_2 = 0x10 ,
HUMIDITY_OSR_3 = 0x18
}HTU31D_Humidity_OSR;
HTU31D_ Temperature_OSR Enum
The values of this enum are used for the temperature sensor OSR settings:
typedef enum Temperature_OSR
{
TEMPERATURE_OSR_0 = 0x00 ,
TEMPERATURE_OSR_1 = 0x02 ,
TEMPERATURE_OSR_2 = 0x04 ,
TEMPERATURE_OSR_3 = 0x06
}HTU31D_Temperature_OSR;
HTU31D_Humidity_Conversion_Time Enum
The values of this enum are used to select the humidity values conversion time:
typedef enum Humidity_Conversion_Time
{
HUMIDITY_OSR_0_MEASUREMENT_TIME = 1 ,
HUMIDITY_OSR_1_MEASUREMENT_TIME = 2 ,
HUMIDITY_OSR_2_MEASUREMENT_TIME = 4 ,
HUMIDITY_OSR_3_MEASUREMENT_TIME = 8
}HTU31D_Humidity_Conversion_Time;
HTU31D_Temperature_Conversion_Time Enum
The values of this enum are used to select the temperature values conversion time:
typedef enum Temperature_Conversion_Time
{
TEMPERATURE_OSR_0_MEASUREMENT_TIME = 2 ,
TEMPERATURE_OSR_1_MEASUREMENT_TIME = 4 ,
TEMPERATURE_OSR_2_MEASUREMENT_TIME = 7 ,
TEMPERATURE_OSR_3_MEASUREMENT_TIME = 13
}HTU31D_Temperature_Conversion_Time;
HTU31D_CRC_Status Enum
Using this enum, the status of the CRC check is specified:
typedef enum CRC_Status
{
CRC_ERROR = 0 ,
CRC_OK
}HTU31D_CRC_Status;
HTU31D_Reset_Status Enum
By using this enum, the reset status of the sensor is specified:
typedef enum
{
FAILED = 0 ,
DONE
}HTU31D_Reset_Status;
HTU31D struct
All sensor properties, calibration coefficients and sensor data are defined in this “struct” and All the information and configuration implemented on the sensor are stored in this “structure” and you can see the changes in each part of the sensor in the “Debug Session” environment.
/*************************************************
* Defining HTU31D Register & Data As Struct *
**************************************************/
typedef struct HTU31D
{
uint8_t Register_Cache;
HTU31D_Reset_Status RESET;
uint32_t SERIAL_NUMBER;
uint8_t DIAGNOSTIC;
HTU31D_Action NVM_CRC_ERROR;
HTU31D_Action HUMIDITY_UNDER_OVER_RUN;
HTU31D_Action HUMIDITY_ABOVE_120RH_ERROR;
HTU31D_Action HUMIDITY_BELOW_10RH_ERROR ;//-10
HTU31D_Action TEMPERATURE_UNDER_OVER_RUN;
HTU31D_Action TEMPERATURE_ABOVE_150_ERROR;
HTU31D_Action TEMPERATURE_BELOW_50_ERROR ;//-50
HTU31D_Heater ON_CHIP_HEATER;
HTU31D_Humidity_OSR HUMIDITY_OSR;
HTU31D_Temperature_OSR TEMPERATURE_OSR;
HTU31D_Humidity_Conversion_Time HUMIDITY_CONVERSION_TIME;
HTU31D_Temperature_Conversion_Time TEMPERATURE_CONVERSION_TIME;
uint8_t ADC_RAW_DATA[ADC_RAW_DATA_BUFFER_SIZE];
uint16_t RAW_TEMPERATURE;
uint16_t RAW_HUMIDITY;
uint8_t HTU31D_CRC;
HTU31D_CRC_Status CRC_CHECK;
float TEMPERATURE;
float HUMIDITY;
// double PARTIAL_PRESSURE;
// double DEW_POINT;
}GebraBit_HTU31D;
Declaration of functions
At the end of this file, all the functions for reading and writing in HTU31D registers, sensor configuration and receiving data from the sensor are declared:
/********************************************************
* Declare Read&Write HTU31D Register Values Functions *
********************************************************/
extern void GB_HTU31D_Write_Command( uint8_t cmd);
/********************************************************
* Declare HTU31D Configuration Functions *
********************************************************/
extern void GB_HTU31D_Soft_Reset ( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_CRC_Check( GebraBit_HTU31D * HTU31D , uint16_t value, uint8_t crc) ;
extern void GB_HTU31D_On_Chip_Heater ( GebraBit_HTU31D * HTU31D , HTU31D_Heater heater ) ;
extern void GB_HTU31D_Read_Serial_Number ( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Read_Diagnostic ( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Humidity_OSR ( GebraBit_HTU31D * HTU31D , HTU31D_Humidity_OSR osr ) ;
extern void GB_HTU31D_Temperature_OSR ( GebraBit_HTU31D * HTU31D , HTU31D_Temperature_OSR osr ) ;
extern void GB_HTU31D_Configuration(GebraBit_HTU31D * HTU31D) ;
extern void GB_HTU31D_Start_Conversion ( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Read_Raw_Temperature_Humidity( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Temperature ( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Humidity ( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Dew_Point( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_initialize( GebraBit_HTU31D * HTU31D ) ;
extern void GB_HTU31D_Get_Data(GebraBit_HTU31D * HTU31D);
Gebra_HTU31D.c kaynak dosyası
C dilinde yazılmış olan bu dosyada, tüm fonksiyonlar en ince ayrıntısına kadar yorum satırına alınmış ve fonksiyonların argümanlarında alınan tüm parametreler ve bunların döndürdüğü değerler açıkça açıklanmıştır, bu nedenle sadece açıklamalarla yetiniyoruz ve kullanıcıları daha fazla bilgi için doğrudan bu dosyaya bakmaya davet ediyoruz.
Arduino’da örnek program
Modülü Arduino’ya bağladıktan ve kütüphaneyi IDE’ye ekledikten sonra şu yola gidin: Dosya > Örnekler > Gebra_HTU31D > Temp-Humid
Örnek dosyanın açıklaması
Gebra HTU31D modülü tarafından gerekli olan enumlar ve fonksiyonlar yapılara eklendi. Bir sonraki bölümde, Gebra_HTU31D yapı tipinin HTU31D_Module adlı bir değişkeni (bu yapı Gebra_HTU31D başlığındadır ve Gebra_HTU31D kütüphane açıklama bölümünde açıklanmıştır) Gebra HTU31D modülünün yapılandırması için tanımlanmıştır:
GebraBit_HTU31D HTU31D;Yazılan kodun bir sonraki kısmında, GB_HTU31D_initialize (&HTU31D) ve GB_HTU31D_Configuration (&HTU31D) fonksiyonlarını kullanarak Gebra HTU31D modülünü ayarlıyoruz ve son olarak programın while kısmında sensörden veriler okunarak nem ve sıcaklık değerleri sürekli olarak alınıyor:
void setup() {
Wire.begin(); // Initialize the I2C bus
Serial.begin(9600); // Initialize serial communication for debugging
GB_HTU31D_initialize(&HTU31D); // Initialize the HTU31D sensor
GB_HTU31D_Configuration(&HTU31D); // Configure the HTU31D sensor
}
void loop() {
GB_HTU31D_Get_Data(&HTU31D); // Read data from the sensor
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(HTU31D.TEMPERATURE);
Serial.println(" °C");
Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(HTU31D.HUMIDITY);
Serial.println(" %");
delay(2000); // Delay between readings
}The Sample file code text:
#include "GebraBit_HTU31D.h"
GebraBit_HTU31D HTU31D;
void setup() {
Wire.begin(); // Initialize the I2C bus
Serial.begin(9600); // Initialize serial communication for debugging
GB_HTU31D_initialize(&HTU31D); // Initialize the HTU31D sensor
GB_HTU31D_Configuration(&HTU31D); // Configure the HTU31D sensor
}
void loop() {
GB_HTU31D_Get_Data(&HTU31D); // Read data from the sensor
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(HTU31D.TEMPERATURE);
Serial.println(" °C");
Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(HTU31D.HUMIDITY);
Serial.println(" %");
delay(2000); // Delay between readings
}Arduino’nuzu bilgisayara bağlayın ve Arduino Kartınızı seçin
Ardından Örnek kodu doğrulayın ve yükleyin
Kodu yükledikten sonra seri monitörü açın ve sensör değerlerini görebilirsiniz
