2.7 Подключаем датчик температуры DS1820
Мы уже упоминали термистор - резистор, сопротивление которого зависит от температуры, однако его точность весьма невелика. Большую точность можно получить с помощью цифрового датчика DS1820 - данные от него передаются в цифровой форме. Это не только точнее, но и удобнее - не нужно пересчитывать данные с помощью коэффициентов или таблиц, мы сразу имеем готовую величину, которую можно использовать в коде программы.
В отличие от рассмотренных выше аналоговых устройств, DS1820 “общается” с контроллером в цифровой форме, посылая данные в уже готовом, двоичном формате. Для этого используется специальный формат передачи, названный 1Wire, таким способом можно даже подключить несколько устройств к одному проводу.
Сам протокол связи достаточно сложный, но к счастью для нас, его поддержка уже добавлена в библиотеки для Arduino, почти ничего для этого делать не нужно.
Для установки библиотеки достаточно скачать библиотеку с сайта https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library и установить ее в папку “Мои документы\Arduino\libraries” (для этого достаточно создать новую папку по этому адресу и скопировать файлы туда).
Сам датчик DS1820 имеет весьма много функций, например возможность установки верхнего и нижнего порога срабатываний. Простейший код подключения датчика для Arduino с выводом информации в serial port, выглядит так:
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
// Номер порта для подключения датчика
int portPin = 2;
OneWire oneWire(portPin);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
void setup(void)
{
// Открытие порта
Serial.begin(9600);
Serial.println("DS1820");
// Запуск датчика
sensors.begin();
}
void loop(void)
{
// Запрос температуры
sensors.requestTemperatures();
float tempInC = sensors.getTempCByIndex(0);
// Вывод в порт (опционально)
Serial.print("T = ");
Serial.println(tempInC, 2);
Serial.println();
delay(5000);
}
Как можно видеть, мы сначала запрашиваем данные с помощью функции requestTemperatures, затем читаем полученные данные с помощью getTempCByIndex(0). Цифра 0 здесь, это номер датчика, как было сказано выше, их может быть несколько. Вывод в порт используется лишь для удобства просмотра результатов.
Сам DS1820 имеет небольшой размер, и по форме напоминает транзистор.
Впрочем, они также продаются и в виде выносных датчиков в водонепроницаемом корпусе, что позволяет использовать DS1820 для измерения температуры в удаленных местах.
Такой датчик можно использовать, например, для измерения температуры за окном. Диапазон измеряемых температур составляет от -55 до 125°C, что будет достаточно даже в случае глобального потепления или похолодания.
Подключение датчика к Arduino весьма просто:
После подключения, достаточно загрузить вышеприведенную программу в Arduino, открыть serial monitor в Arduino IDE, в появившемся окне можно будет наблюдать значения температуры.
Самостоятельная работа #1: оставить компьютер с подключенным датчиком на сутки. Построить график температуры, например с помощью Excel или https://plot.ly/create/.
Самостоятельная работа #2: добавить в код зажигание светодиода, если температура становится выше определенного предела. Вместо светодиода можно также подключить пьезодинамик, как описано в предыдущей главе. Данная система может быть основой для автоматического контроля температуры, например в теплице.
2.8 Подключаем OLED-экран
Мы уже умеем обрабатывать нажатия кнопок, подключать разнообразные датчики и выводить информацию в компьютер через serial port. Осталось подключить отдельный экран, чтобы получить полностью автономно работающее устройство.
Обычный ЖК-экран может работать с Arduino, но для его подключения требуется задействовать слишком много выводов:
К счастью для нас, сейчас есть более удобный и современный путь - экраны, подключаемые по шине I2C. Шина I2C позволяет подключать различные устройства всего лишь с помощью двух проводов.
Мы будем использовать OLED-экран, имеющий 4 вывода для подключения - он показан на картинке слева. В продаже бывают и другие дисплеи, как на картинке справа - такой вариант не подойдет, при покупке важно не перепутать.