หนว่ ยท่ี 13
Arduino กับเซ็นเซอร์วัดความชืน้ และอุณหภมู ิ
20128 – 2109 รายวชิ าการประยุกตใ์ ชง้ านไมโครคอนโทรลเลอร์ ผูส้ อน นางสาวรชั ฎาเนตร สรุ าไพ แผนกวิชาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ วทิ ยาลัยเทคนิคสงิ หบ์ รุ ี
Ratchadanate Surumpai
Arduino กับเซน็ เซอร์วดั ความช้ืนและอุณหภมู ิ
Ratchadanate Surumpai
1. เซน็ เซอรว์ ดั ความช้นื และอณุ หภมู ิ
เซ็นเซอร์วดั ความชืน้ และอณุ หภมู ิ (Humidity & Temperature Sensor) ทา หนา้ ท่ีสาหรบั วดั คา่ ความช้ืนและค่าอุณหภมู ใิ นอากาศเพอ่ื แสดงผลเป็นข้อมลู สถิตินาไปใช้ ในงานต่างๆ สาหรับเซน็ เซอร์วดั ความช้นื และอณุ หภูมิ รุน่ DHT11 เปน็ เซ็นเซอร์ทใี่ ช้วัด อุณหภมู มิ ีคา่ เป็นองศาเซลเซยี ล และองศาฟาเรนไฮต์ และสามารถวดั ความชื้นไดด้ ว้ ย
Ratchadanate Surumpai
1. เซน็ เซอร์วัดความช้นื และอณุ หภมู ิ
เซ็นเซอร์วดั ความชื้นและอณุ หภูมิ รุ่น DHT11
คุณสมบัตขิ องเซน็ เซอรว์ ดั ความชน้ื และอุณหภมู ิ รุ่น DHT11 มีดงั น้ี 1. ยา่ นการวดั ความช้ืน 20-90% RH มีค่าความแม่นยา +- 5% RH
ความละเอยี ดในการวดั 1 % แสดงผลแบบ 8 บติ Ratchadanate Surumpai
1. เซ็นเซอร์วัดความช้ืนและอณุ หภูมิ
2. ย่านการวัดอุณหภูมิ 0-50 องศาเซลเซยี ส โดยมีค่าความแม่นยา +-2 องศา เซลเซยี ส ความละเอียดในการวดั 1 องศาเซลเซียส แสดงผลแบบ 8 บติ
3. มขี าตอ่ ใช้งาน 4 ขา ขา 1 ไฟบวก +(VCC) ใชแ้ รงดนั ไฟเลย้ี ง 3 - 5.5 โวลต์ ขา 2 เปน็ ขาดาต้า (DAT) ขา 3 ไมไ่ ด้ใช้งาน และขา 4 ขาไฟกราวด์
4. ขณะทาการวดั คา่ กินกระแส 0.5 - 2.5 mA 5. การส่งขอ้ มูลของเซ็นเซอรท์ าการส่งขอ้ มูลทุกๆ 1 วนิ าที
Ratchadanate Surumpai
2. การตอ่ ใช้งาน Arduino กับเซน็ เซอรว์ ัดความช้นื และอณุ หภมู ิ
วงจรการต่อใชง้ าน Arduino กบั เซ็นเซอร์วัดความชื้นและอุณหภมู ิ
Ratchadanate Surumpai
2. การต่อใช้งาน Arduino กับเซ็นเซอรว์ ัดความชนื้ และอุณหภมู ิ
การต่อใช้งาน Arduino กบั เซน็ เซอรว์ ัดความช้นื และอุณหภมู ิโดยปกตสิ ายสญั ญาณ ระหว่าง ตวั เซน็ เซอร์กับบอรด์ Arduino ควรห่างกนั ไมเ่ กนิ 20 เมตร และต้องตอ่ ตัว ตา้ นทานพลู อัฟ (Pull up resistor) คา่ 5 กโิ ลโอห์มกับสายดาตา้ ไวด้ ว้ ย
สัญญาณการอา่ นข้อมลู ระหว่าง Arduino กับเซน็ เซอร์วัดความช้นื และอุณหภูมิ Ratchadanate Surumpai
(VCC) ใช้แรงดันไฟเลี้ยง 3 - 5.5โวลต์ ขำ 2 เป็นขำดำต้ำ (DAT) ขำ 3 ไม่ได้ ใช้งำน และขำ 4 ขำไฟกรำวนด์ 4. เซ็นเซอรว์ ัดอุณหภมู แิ ละควำมชื้น รุ่น DHT11 ขณะทำกำรวัดคำ่ กินกระแส 0.5 - 25 mA 5. กำรส่งข้อมูลของเซ็นเซอร์ทำกำรส่งข้อมูลทุก ๆ 1 วนิ ำที เซ็นเซอรว์ ดั ควำมชนื่ และอณุ หภูมิมีออกมำหลำยรุ่น เช่น DHT11, DHT21, DHT22 ซึง่ เซ็นเซอรแ์ ตล่ ะรุ่นมีควำมแตกต่ำงกัน คือ ควำมแม่นยำและควำมละเอียดในกำรวัดค่ำของเซ็นเซอร์ ดังนั้น จงึ ตอ้ งศกึ ษำคณุ สมบัตขิ องเซน็ เซอร์แตล่ ะตวั กอ่ นนำมำใชง้ ำน การตอ่ ใชง้ าน กำรตอ่ ใช้งำน Arduino กับเซ็นเซอร์วัดควำมช้ืนและอุณหภูมิโดยปกตสิ ำยสัญญำณ ระหว่ำงตัวเซ็นเซอร์กับบอร์ด Arduino ควรห่ำงกันไม่เกิน 20 เมตร และต้องต่อตัว ต้ำนทำนพูลอัป (Pull up resistor) ค่ำ 5 กิโลโอห์มกับสำยดำต้ำไว้ด้วย ถ้ำต้องกำรต่อ สำยดำต้ำทีม่ ีควำมยำวมำกกว่ำนี้ต้องเปลย่ี นตวั ตำ้ นทำนพูลอัปให้มีค่ำท่ีเหมำะสมด้วย วิธีกำรอ่ำนข้อมูลระหว่ำง Arduino กับเซ็นเซอร์วัดควำมชื้นและอุณหภูมินั้นในกำรอ่ำน ข้อมูลจำกเซ็นเซอร์ใช้สำยสัญญำณเพียงเส้นเดียวคือ สำยดำต้ำ (DATA) แบบสองทิศทำงสภำวะปกติ สัญญำณ ดำต้ำ (DATA) มีค่ำเป็น HIGH ในกำรอ่ำนข้อมูลแต่ละครั้ง Arduino ต้องกำหนดให้ขำดำต้ำ (DATA) เป็นเอำต์พุต และสร้ำงบิตสตำร์ต (START) มีค่ำเป็น LOW อย่ำงน้อย 80 มิลลิวินำที (mS) จำกนั้นจึงให้มีค่ำเป็น HIGH อย่ำงน้อย 20 มิลลิวินำที (mS) หลังจำกนั้นรอกำรตอบกลับ (response) เปน็ เซอร์ขำดำต้ำ (DATA) ทำกำรเปล่ยี นเป็นอินพตุ ต่อไปเป็นกำรตอบกลับจำกเซ็นเซอร์ ขำดำต้ำ (DATA) ทำกำรดึงสัญญำณเป็น LOW และ ปล่อยให้เป็น HIGH ช่วงเวลำ 80 มิลลิวินำที (mS) ซึ่งเรียกว่ำ Response Bit จำกนั้นจึงทำกำรส่ง ข้อมูลทีละบิตรวมทั้งหมด 40 บิต โดยช่วง LOW ของแต่ละบิตมีกว้ำงเท่ำกัน แต่ช่วง HIGH มีควำม กว้ำงแต่ละบติ ไม่เท่ำกัน ซึ่งเป็นข้อมลู ท่ีอ่ำนได้จำกกำรวัดควำมช้นื และอณุ หภมู ิขณะน้ัน การเขยี นโปรแกรมใช้งาน กำรเขียนโค้ดโปรแกรมเพื่ออ่ำนค่ำอุณหภูมิและควำมชื้นสัมพัทธ์ทั้ง DHT11 และ DHT22 ปจั จุบันมีไลบรำรีช่ ว่ ยงำนทำให้ผู้เขียนโค้ดสำมำรถเขียนโค้ดได้งำ่ ยขึน้ ซ่ึงไลบรำร่ี ท่จี ะเอำมำใชง้ ำนมีช่อื วำ่ DHT.h โดยสำมำรถดำวนโ์ หลดได้ท่ี ไลบรารี่ แหลง่ ดาวนโ์ หลด DHT.h //github.com/adafruit/DHT-sensor-library 1. ฟงั ก์ชน่ั กาหนดขาเช่อื มตอ่ ใชใ้ นกำรระบุขำที่ใชเ้ ชื่อมตอ่ และชนิดของตวั เซน็ เซอร์ รปู แบบคาสงั่ DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); พารามเิ ตอร์ DHTPIN: ตวั เลขระบุขำพอรต์ ท่ใี ชเ้ ชือ่ มตอ่ กบั โมดลู DHTTYPE: ชนดิ ของโมดลู ทีเ่ ชอื่ มต่อไดแ้ ก่ DHT11, DHT21, DHT22 ตัวอย่าง DHT dht(8, DHT22); หมำยถงึ เช่ือมตอ่ เซ็นเซอร์ DHT22 กบั พอรต์ ดิจิตอลขำท่ี 8 2. ฟังกช์ ่ันอา่ นคา่ ความช้ืน ค่ำทไ่ี ดจ้ ำกฟังกช์ ัน่ อยใู่ นรูปของตวั แปร float หน่วยเปน็ เปอร์เซ็นต์ของควำมชืน้ ในอำกำศ ทวี่ ัดได้ รปู แบบคาสั่ง dht.readHumidity(); 3. ฟงั ก์ชนั่ อ่านค่าอณุ หภมู ิ คำ่ ท่ไี ด้จำกฟงั ก์ช่ันอยูใ่ นรปู ของตวั แปร float หนว่ ยเปน็ องศำเซลเซียส รปู แบบคาสง่ั dht.readTemperature(); 4. ฟังกช์ ่นั อา่ นคา่ อณุ หภมู ิ ค่ำท่ไี ดจ้ ำกฟงั ก์ชนั่ อยู่ในรปู ของตวั แปร float หนว่ ยเปน็ องศำฟำเรนไฮต์ รปู แบบคาสั่ง dht.readTemperature(true);