多語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)Arduino“高溫監(jiān)控儀”

牟曉東

借助于溫度傳感器、風(fēng)扇模塊和幾個(gè)LED燈，我們利用Arduino開(kāi)發(fā)制作一個(gè)“高溫監(jiān)控儀”：當(dāng)環(huán)境溫度處于較適宜的溫度范圍時(shí)（比如28℃以下），綠色LED燈亮，風(fēng)扇模塊無(wú)動(dòng)作;當(dāng)溫度有小幅度升高時(shí)（28℃以上、30℃以下），黃色LED燈發(fā)光進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)風(fēng)扇模塊低速轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行風(fēng)力降溫，直至恢復(fù)正常;當(dāng)溫度較高時(shí)（30℃以上），紅色LED燈發(fā)光進(jìn)行報(bào)警，風(fēng)扇模塊高速轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行風(fēng)力快速降溫……在整個(gè)過(guò)程中，屏幕每隔3秒鐘就顯示一次實(shí)時(shí)檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)。

1.實(shí)驗(yàn)器材與電路連接

實(shí)驗(yàn)器材：Arduino UNO主板一個(gè)，DHT11溫濕度傳感器一個(gè)，風(fēng)扇模塊一個(gè)，綠色、黃色和紅色LED燈各一支，面包板一塊，各色杜邦線若干;對(duì)照設(shè)計(jì)好的電路接線圖進(jìn)行器材連接（如圖1）。

首先，將Arduino的5V和GND通過(guò)杜邦線連接至面包板一側(cè)的紅色和藍(lán)色線槽;接著，將綠色、黃色和紅色LED燈的短腿（負(fù)極）均插接至藍(lán)色線槽，長(zhǎng)腿（正極）則分別插接至a列某行插孔中，再通過(guò)同種顏色的杜邦線將正極與Arduino的11號(hào)、12號(hào)和13號(hào)數(shù)字引腳相連;然后，將溫度傳感器和風(fēng)扇模塊的VCC端和GND端均通過(guò)杜邦線與面包板的紅色、藍(lán)色線槽連接，二者的信號(hào)端則分別插接至Arduino的2號(hào)和3號(hào)數(shù)字引腳;最后，通過(guò)數(shù)據(jù)線將Arduino與計(jì)算機(jī)USB接口連接，完成電路連接（如圖2）。

2.Arduino IDE代碼編程實(shí)現(xiàn)“高溫監(jiān)控儀”

在Arduino IDE中對(duì)DHT11溫濕度傳感器進(jìn)行編程控制的前提是要安裝DHT.h庫(kù)，首先依次點(diǎn)擊菜單“項(xiàng)目”-“加載庫(kù)”-“管理庫(kù)”項(xiàng)，在彈出的“庫(kù)管理器”中以“DHT11”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)名為“DHT sensor library（by Adafruit）”的庫(kù)，顯示支持DHT11（目前最新版本為1.4.2）;接著，點(diǎn)擊“安裝”按鈕（如圖3），在彈出的提示窗口中點(diǎn)擊“Install all”按鈕進(jìn)行下載和安裝;結(jié)束后返回“加載庫(kù)”中查看，底部“推薦的庫(kù)”中就會(huì)顯示有“DHT sensor library”項(xiàng)，說(shuō)明安裝成功。

首先導(dǎo)入DHT.h庫(kù)：“#include ”，并且通過(guò)語(yǔ)句“DHT dht（2， DHT11）;”對(duì)連接在2號(hào)數(shù)字引腳的溫度傳感器信號(hào)端進(jìn)行初始化;然后定義Fan、GreenLED、YellowLED和RedLELD四個(gè)變量，對(duì)風(fēng)扇模塊（3號(hào)數(shù)字引腳）、綠色（11號(hào)）、黃色（12號(hào)）和紅色（13號(hào)）LED燈進(jìn)行引腳編號(hào)聲明：“int Fan = 3;”“int GreenLED = 11;”“int YellowLED = 12;”和“int RedLED = 13;”;接下來(lái)，在setup（）函數(shù)中先通過(guò)語(yǔ)句“Serial.begin（9600）;”設(shè)置串口監(jiān)視器的波特率，再通過(guò)語(yǔ)句“dht.begin（）;”開(kāi)啟DHT11溫度傳感器的數(shù)據(jù)通訊，最后通過(guò)pinMode（）對(duì)風(fēng)扇模塊和三個(gè)LED燈的引腳模式均設(shè)置為輸出模式：“pinMode（Fan， OUTPUT）;”“pinMode（GreenLED， OUTPUT）;”“pinMode（YellowLED， OUTPUT）;”和“pinMode（RedLED， OUTPUT）;”（如圖4）。

在loop（）函數(shù)中先定義浮點(diǎn)型變量Temperature，通過(guò)“float Temperature = dht.readTemperature（）;”語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)溫度數(shù)據(jù)的讀取，然后將該數(shù)據(jù)在串口監(jiān)視器中輸出：“Serial.print（"當(dāng)前溫度為："）;”“Serial.print（Temperature）;”和“Serial.println（"℃"）;”;接著，構(gòu)建“if…else if…else…”三分支選擇結(jié)構(gòu)，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值區(qū)間判斷：如果溫度在28℃以下——“if （Temperature <= 28.00）”，則控制綠色LED燈發(fā)光：“digitalWrite（GreenLED， HIGH）;”;如果溫度在28℃-30℃之間——“else if （Temperature > 28.00 && Temperature <= 30.00）”，則控制黃色LED燈發(fā)光、風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)動(dòng)：“digitalWrite（YellowLED，HIGH）;”“analogWrite（Fan， 127）;”;如果溫度超過(guò)30℃，則控制紅色LED發(fā)光、風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動(dòng)：“digitalWrite（RedLED， HIGH）;”“analogWrite（Fan， 255）;”。