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[进阶] 快乐智造营 | 09 桌面温度计

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本帖最后由 怀若谷 于 2020-12-1 21:40 编辑

本系列教程主要分享基于开源硬件和激光建模的创客作品的制作,每个作品涉及两三个电子模块的使用,让学习者能够轻松、扎实地掌握创客制作的知识和技能,并体会到智造的乐趣。
【目录】
5.快乐智造营 | 05 台灯9.快乐智造营 | 09 桌面温度计

v 9.1项目概述
9-1.jpg
图9-1
      “桌面温度计”,如图9-1所示,它是一个笔筒,也是一个温度计。主要采用了DHT11温湿度传感器进行温湿度采集,然后将信息显示在显示屏上;根据温度值来决定WS2812灯带上的某颗LED亮起,从而照亮对应的“衣服”标志。通过该项目的学习,可以掌握LCD1602显示屏和DTH11温湿度传感器的使用。
        作品功能:(1)显示环境温湿度;(2)提供穿衣指南提示;(3)笔筒。
演示视频
v 9.2材料准备
9-2.jpg
图9-2
       本项目所需要的硬件材料,如图9-2所示,分别为:
            (1)Arduino Uno   1块
            (2)IO扩展板       1块
            (3)WS2812灯带(7珠)   1条
            (4)DHT11温湿度传感器   1个
            (5)LCD1602显示屏  1个
v 9.3 电子模块的使用9.3.1 DHT11温湿度传感器
        DHT11温湿度传感器,是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器,其精度湿度+-5%RH, 温度+-2℃,量程湿度20-90%RH, 温度0~50℃。其属于数字输入设备,在编程软件中一般归于“传感器”模块或者“输入设备”模块。我们可以通过程序指令读取该传感器采集到的温湿度数据。
9-3.jpg
9-3
       在与Arduino Uno主控板连接时,可以连接到除D0、D1外的任一引脚。连接示例如图1-6所示,GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。
9-4 DHT11模块.JPG
图9-4
       在编程软件Mind+中,其对应的积木为【读取引脚(5)DHT11(温度)】,如图9-4所示;需到【扩展】中的【传感器】下找到【DHT11温湿度传感器】,然后选择添加才会在积木区出现。通过设置引脚和温湿度选项可以读取温度和湿度。
9-5.jpg
图9-5
      按如图9-5所示编写程序,上传到设备。该程序可实现通过串口打印的方式将当前环境的温度和湿度显示出来。
9.3.2 LCD1602显示屏

       LCD1602显示屏,是创客制作中使用比较多的显示设备,价格低廉。其可以显示2行,每行可显示16个字符,故称为“LCD1602”。不支持中文显示,显示为单色,常见的类型有蓝底白字、绿底黑字。
       初学者建议购买集成了IIC驱动模块的显示屏,如图9-6所示,仅需4根连接线就可以连接主控板使用。
9-6.jpg
图9-6
       在与Arduino Uno主控板连接时,需连接到IIC接口。连接示例如图9-7所示,VCC、GND、SCL、SDA四个引脚要分别对应。如果没有使用扩展板或者扩展板上没有专用的IIC接口,可以将SDA连接到引脚A4、SCL连接到引脚A5。
9-7.jpg
图9-7
       在编程软件Mind+中,其对应的积木有4个,如图9-8所示;需到【扩展】中的【显示器】下找到【LCD1602模块】,然后选择添加才会在积木区出现。在使用时,需要先进行初始化设置,相应的IIC地址需要查看产品说明获知。
9-8显示器模块.JPG
图9-8
       图9-9所示的程序,执行结果为在屏幕第1行显示“hello”。
9-9显示程序.JPG
图9-9
v 9.4 项目制作9.4.1 硬件搭建
       将WS2812灯带连接到扩展板的D3引脚、DHT11连接到D4引脚、LCD1602显示屏连接到IIC引脚,如图9-10所示。
9-10.jpg
图9-10
9.4.2 编写程序
       编程思路:
            (1)读取DHT11采集的温度值和湿度值,分别显示在显示屏的第1行和第2行。
            (2)参照“穿衣指数等级表”(见图9-11所示),根据温度值来确定WS2812灯带上亮起的LED灯的编号。考虑到当地不可能达到8级,故不考虑,只用7颗灯珠来制作项目。
9-11.png
图9-11
       根据编程思路,编写出程序,示例程序如图9-12所示。编好程序后,上传到设备,进行初步的测试。
9-12-1.jpg
9-12-2.jpg
图9-12
9.4.3 设计切割外型
       使用激光建模软件LaserMaker进行外型的设计,设计图如图9-13所示。
9-13.JPG
图9-13
       图纸设计好后,使用激光切割机进行切割。切割好的零件如图9-14所示。
9-14.jpg
图9-14
9.4.4 装配调试9.4.4.1 组装
       将切割好的木板和硬件进行组装,步骤如图9-15、9-16所示。
9-15.jpg
图9-15
          (1)组装部分底座木板件
          (2)固定主控板
          (3)安装DHT11温湿度传感器
          (4)安装WS2812灯带
          (5)装上底座顶板
          (6)安装笔筒的底板
9-16.jpg
图9-16
          (7)安装LCD1602显示屏
          (8)将笔筒侧板装在底板上,接上显示屏的线
          (9)装上隔板
          (10)完成笔筒侧板的安装
          (11)装上笔筒的盖板
          (12)将亚克力面板粘贴在底座的前面
9.4.4.2 调试
       安装好后,通电测试。你可能需要对一些参数进行调整,以达到较理想的效果。比如,调整LED灯带的亮度和颜色。
v 9.5 思维拓展
       温湿度传感器广泛应用在蔬菜大棚、孵化房等场所,请你构思一个作品为人们的生产生活解决一个实际问题。
       学习了LCD1602显示屏的使用后,我们也可以与前面学过的传感器结合制作一些新的项目,试试看吧!




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