Комнатный термометр на Arduino Nano: схема и программа

В данной статье мы рассмотрим создание на основы платы Arduino Nano и датчика температуры DS18B20 термометра с красивым внешним видом для измерения температуры в комнате. Измеренная температура будет отображаться с помощью адресной светодиодной ленты.

Необходимые компоненты

Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
Digilent WS2812 Addressable LED Strip (адресная светодиодная лента) (купить на AliExpress).
Датчик температуры DS18B20 (купить на AliExpress).
Кнопочный переключатель.

Общие принципы работы проекта

В данной статье мы рассмотрим создание термометра для измерения комнатной температуры, то есть в диапазоне примерно от 10 до 35 градусов Цельсия.

Измерять температуру мы будем с помощью датчика DS18B20, обладающего точностью измерения температуры в 0,5 градуса. Более подробно о его характеристиках и способу подключения к плате Arduino вы можете прочитать в данной статье. Измеренная температура будет отображать на адресном светодиодном индикаторе (LED bar) WS2812, который содержит 50 светодиодов. С помощью данного индикатора значение температуры будет отображаться весьма наглядно, используя для этого цвет светодиодов.

При изменении температуры цвет свечения светодиодов будет постепенно изменяться от темно-синего (для низких температур), далее к светло-синему, затем к зеленому (область комфортных температур) и далее до красного (высокие температуры). То есть одного беглого взгляда на термометр будет достаточно чтобы определить находится ли температура в "комфортной зоне" или нет.

Кнопочный переключатель в нашем проекте будет использоваться для изменения режимов работы термометра. Когда переключатель будет отжат, термометр будет функционировать в режиме "DOT" (точка) и текущая температура будет отображаться с помощью свечения одного светодиода.

При нажатии кнопочного переключателя режим работы термометра будет изменяться на линейный. В этом режиме будут светиться все светодиоды, начиная от начальной точки и до измеренной температуры. Если мы нажмем на кнопочный переключатель еще раз, то термометр будет переключать в тестовый режим – все светодиоды на индикаторы будут последовательно зажигаться один за другим. Если мы нажмем кнопку еще раз, то термометр снова вернется в режим DOT и т.д.

Схема проекта

Схема комнатного термометра на основе платы Arduino Nano представлена на следующем рисунке.

Исходный код программы (скетча)

#include "Wire.h"    // библиотека для работы с протоколом I2C 
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#define ONE_WIRE_BUS 5

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&oneWire);
 float Celcius=0;

 int buttonPin = 2;    // к этому контакту подключена кнопка
    int oldButtonVal = 0;

#define NUM_PIXEL 50 
#define PIN 6 
Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_PIXEL, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); 

int nPatterns = 3;
int lightPattern = 1;
int out =0;
int t =0;

void setup() 
{
  Serial.begin(9600); // последовательная связь со скоростью 9600 бод
strip.begin();
clearStrip();
strip.show();
strip.setBrightness(10);
pinMode(buttonPin, INPUT);
digitalWrite(buttonPin, HIGH);  // по умолчанию на контакте кнопки уровень HIGH, при нажатии кнопки на этом контакте уровень 0

sensors.begin();

}
void testing(){
  for(int L = 0; L<50; L++) { 
clearStrip();
    strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255)));// градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет
 strip.show();
delay(100);
}
for(int L = 49; L>=0; L--) { 
clearStrip();
    strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255)));// градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет

strip.show();
delay(100);
}
delay(1000);
}
void dot() {
   sensors.requestTemperatures(); 
   Celcius=sensors.getTempCByIndex(0)*2;
  
int t = map(Celcius, 20, 70, 0, NUM_PIXEL);

for(uint16_t L = 0; L<t; L++) { 
clearStrip();
strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255))); // градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет
} 
strip.show(); //Output on strip 
Serial.print("The Temperature is: ");
Serial.print(Celcius);

delay(1000); 
} 

void line() {
   sensors.requestTemperatures(); 
   Celcius=sensors.getTempCByIndex(0)*2;
  
int t = map(Celcius, 20, 70, 0, NUM_PIXEL);

for(uint16_t L = 0; L<t; L++) { 

strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255))); // градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет
} 
strip.show(); //Output on strip 
Serial.print("The Temperature is: ");
Serial.print(Celcius);

delay(1000); 
} 

void loop() {
  // считываем нажатия кнопки
  int buttonVal = digitalRead(buttonPin);
  if (buttonVal == LOW && oldButtonVal == HIGH) {// кнопка была нажата
    lightPattern = lightPattern + 1;
  }
  if (lightPattern > nPatterns) lightPattern = 1;
  oldButtonVal = buttonVal;
  
  switch(lightPattern) {
    case 1:
      dot();
      break;
    case 2:
   line();
      break;
      case 3:
      testing();
      break;
       }
}
//Color wheel ################################################################ 
uint32_t wheel(byte WheelPos) { 
if(WheelPos < 85) { 
return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0); 
} 
else if(WheelPos < 205) { 
WheelPos -= 85; 
return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3); 
} 
else { 
WheelPos -= 205; 
return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3); 
} 
} 
void clearStrip(){ 
for(int i = 0; i < NUM_PIXEL; i++) { 
strip.setPixelColor(i, 0); 
} 
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

#include "Wire.h" // библиотека для работы с протоколом I2C

#include <OneWire.h>

#include <DallasTemperature.h>

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#define ONE_WIRE_BUS 5

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

DallasTemperature sensors(&oneWire);

float Celcius=0;

int buttonPin = 2; // к этому контакту подключена кнопка

int oldButtonVal = 0;

#define NUM_PIXEL 50

#define PIN 6

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel(NUM_PIXEL, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

int nPatterns = 3;

int lightPattern = 1;

int out =0;

int t =0;

void setup()

{

Serial.begin(9600); // последовательная связь со скоростью 9600 бод

strip.begin();

clearStrip();

strip.show();

strip.setBrightness(10);

pinMode(buttonPin, INPUT);

digitalWrite(buttonPin, HIGH); // по умолчанию на контакте кнопки уровень HIGH, при нажатии кнопки на этом контакте уровень 0

sensors.begin();

}

void testing(){

for(int L = 0; L<50; L++) {

clearStrip();

strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255)));// градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет

strip.show();

delay(100);

}

for(int L = 49; L>=0; L--) {

clearStrip();

strip.show();

delay(100);

}

delay(1000);

}

void dot() {

sensors.requestTemperatures();

Celcius=sensors.getTempCByIndex(0)*2;

int t = map(Celcius, 20, 70, 0, NUM_PIXEL);

for(uint16_t L = 0; L<t; L++) {

clearStrip();

strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255))); // градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет

}

strip.show(); //Output on strip

Serial.print("The Temperature is: ");

Serial.print(Celcius);

delay(1000);

}

void line() {

sensors.requestTemperatures();

Celcius=sensors.getTempCByIndex(0)*2;

int t = map(Celcius, 20, 70, 0, NUM_PIXEL);

for(uint16_t L = 0; L<t; L++) {

strip.setPixelColor(L,wheel(((205+(L*3)) & 255))); // градиент от синего цвета (холодные температуры) к зеленому (комфортные температуры) и далее к красному (жаркие температуры), первое значение 205 = стартовый цвет, второе значение 42 = конечный цвет

}

strip.show(); //Output on strip

Serial.print("The Temperature is: ");

Serial.print(Celcius);

delay(1000);

}

void loop() {

// считываем нажатия кнопки

int buttonVal = digitalRead(buttonPin);

if (buttonVal == LOW && oldButtonVal == HIGH) {// кнопка была нажата

lightPattern = lightPattern + 1;

}

if (lightPattern > nPatterns) lightPattern = 1;

oldButtonVal = buttonVal;

switch(lightPattern) {

case 1:

dot();

break;

case 2:

line();

break;

case 3:

testing();

break;

}

//Color wheel ################################################################

uint32_t wheel(byte WheelPos) {

if(WheelPos < 85) {

return strip.Color(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);

}

else if(WheelPos < 205) {

WheelPos -= 85;

return strip.Color(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);

}

else {

WheelPos -= 205;

return strip.Color(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);

}

void clearStrip(){

for(int i = 0; i < NUM_PIXEL; i++) {

strip.setPixelColor(i, 0);

}

Видео, демонстрирующее работу термометра

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

2 917 просмотров

Необходимые компоненты

Общие принципы работы проекта

Схема проекта

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу термометра

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ