Arduino 筆記 - 製作一個溫溼度記錄器 (1)

介紹

如果你已經認識 Arduino，寫過一些簡單的 Arduino 程式，比如讓 LED 發光閃爍、讓蜂鳴器發出聲音，你知道怎麼在 2x16 字元 LCD 上顯示資料，而且也知道怎麼使用 SHT15 溫溼計，那麼接下來的這個實驗你可能會有興趣，我們將用 Arduino 製作一個溫溼度記錄器。

這個溫溼度記錄器會有底下這些功能：

1. 可以感測環境的溫溼度
2. 可以在 2x16 字元 LCD 上顯示目前的溫度與溼度
3. 可以把溫溼度資料存檔記錄起來

有件事得說明，在這個溫溼度記錄器中，第 3 項的功能得靠 PC 的幫忙，Arduino 其實只是負責收集溫溼度資料，我們得寫一支在 PC 端跑的程式把 Arduino 送過來的溫溼度資料保存到檔案中。

材料

我們需要這些材料：

• 麵包板 x 1
• Arduino 板子 x 1
• SHT15 溫溼度計
• HD44780 相容 LCD x 1  (本文所用的為 14 pin 無背光 LCD)
• 旋轉式可變電阻 x 1
• 單心線 x N

硬體接線

首先，我們先把 LCD 接到麵包板上跟 Arduino 連接起來。HD44780 相容 LCD 的腳位圖表如下：

腳位編號	名稱	說明
1	Vss	接地 (0V)
2	Vdd	電源 (+5V)
3	Vo 或稱 Vee	對比(0-5V), 可接一顆 1k 電阻，或利可變電阻調整適當的對比
4	RS	Register Select:   1: D0 – D7 當作資料解釋   0: D0 – D7 當作指令解釋
5	R/W	Read/Write mode:   1: 從 LCD 讀取資料   0: 寫資料到 LCD 因為很少從 LCD 這端讀取資料，可將此腳位接地以節省 I/O 腳位。
6	E	Enable
7	D0	Bit 0 LSB
8	D1	Bit 1
9	D2	Bit 2
10	D3	Bit 3
11	D4	Bit 4
12	D5	Bit 5
13	D6	Bit 6
14	D7	Bit 7 MSB
15	A+	背光(串接 330R 電阻到電源)
16	K-	背光(GND)

LCD 的接線步驟為：

• 將 LCD 的 RS, Enable, D4, D5, D6, D7 依序接到 12, 11, 5, 4, 3, 2 等腳位上
• 將 LCD 的 Vss 及 R/W 接到 GND，Vdd 接到 +5V
• 可變電阻中間腳位接到 LCD 的 Vo，剩下的兩支腳位，一支接到 5V，另外一支接到 GND (註：也可以不使用可變電阻，只要在 LCD 的 Vo 上串接一顆 1k ohm 電阻連到 GND 即可)

接下來接上 SHT15 溫溼計，SHT15 溫溼度計的接法比較簡單，一共只有四支接腳(VCC, DATA, SCK 與 GND)：

SHT15 的接線步驟為：

• 將 SHT15 的 VCC 接到 Arduino 的 +5V，GND 接到 Arduino 的 GND
• 將 SHT15 的 Data 腳接到 pin 6, SCK 接到 pin 7

LCD 與 SHT15 全部接起來後，完整的接線圖如下：

安裝 SHT1x 函式庫

為了讀取 SHT1x 系列(SHT10, SHT11, SHT15) 溫溼度計的讀值，我們需要安裝 SHT1x 函式庫。SHT1x Library 的安裝辦法很簡單，先到官網或直接點此下載函式庫後，把檔案解壓縮放到 Arduino 的 Libraries 資料夾底下即可:

Arduino 程式碼

底下是這個溫溼度記錄器的程式(可點此下載)：

請用 Arduino IDE 編譯程式，然後 Upload 上傳到 Arduino 板子上。

操作說明

注意觀察 LCD 的變化，當程式上傳到 Arduino 板子上後，LCD 上就會顯示環境的溫度與溼度，而且是即時的(Real-Time)：

註：如果 LCD 上沒有訊息，或者訊息看起來模糊朦朧的，請檢查可變電阻以調整對比。

打開 Serial Monitor，就會看到 Arduino 送過來的溫溼度資料了：

接著我們得寫一支在 PC 端跑的程式，把 Arduino 送過來的溫溼度資料保存到檔案中。程式怎麼寫，請見下回分解。

參考資料

• 認識 Arduino
• The Arduino Weather Station / Thermostat