Progetto 07: Monitoraggio Ambientale

1. Panoramica

Sull’OLED, il sistema intelligente di monitoraggio ambientale visualizza in tempo reale i valori di temperatura e umidità rilevati dal sensore DHT11, oltre al valore del livello di luminosità della luce ambientale rilevato dal sensore di luce integrato.

2. Componenti

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scheda micro:bit *1

scheda di espansione micro:bit tipo T *1

cavo micro USB *1

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sensore di temperatura e umidità XHT11 *1

modulo OLED *1

fili DuPont

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breadboard *1

fili jumper

portabatterie *1
(batterie AA auto-fornite *2)

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scheda cloud *1

scheda OLED *1

3. Conoscenza dei Componenti

Sensore di temperatura e umidità XHT11

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Il sensore di temperatura e umidità XHT11 è un sensore composito con uscita digitale calibrata, in grado di rilevare l’umidità e la temperatura nell’aria.

Precisione: umidità ±5%RH, temperatura ±2℃

Intervallo di rilevamento: umidità 5%RH ~ 95%RH, temperatura -25℃ ~ +60℃

Il sensore utilizza un modulo digitale speciale per l’acquisizione e la tecnologia di rilevamento di temperatura e umidità per garantire un’affidabilità estremamente elevata e un’eccellente stabilità a lungo termine. Include un elemento resistivo per il rilevamento dell’umidità e un elemento NTC per il rilevamento della temperatura, risultando molto adatto per misurazioni con requisiti di precisione relativamente bassi e in tempo reale.

Modalità di comunicazione XHT11:

Viene adottata la comunicazione a bus singolo. Ciò significa che esiste una sola linea dati per lo scambio di dati e il controllo nel sistema.

  • Definizione dei bit dati trasmessi dal bus singolo:

Formato dati bus singolo: vengono trasmessi 40 bit di dati alla volta, con il bit alto per primo.

8 bit interi umidità + 8 bit decimali umidità + 8 bit interi temperatura + 8 bit decimali temperatura + 8 bit di parità (la parte decimale dell’umidità è 0)

  • Definizione del bit di parità:

8 bit interi umidità + 8 bit decimali umidità + 8 bit interi temperatura + 8 bit decimali temperatura. 8 bit di parità = gli ultimi 8 bit del risultato ottenuto

  • Cronologia dei dati:

Dopo che l’host utente (MCU) invia un segnale di avvio, l’XHT11 passa dalla modalità a basso consumo alla modalità ad alta velocità. Dopo il segnale di avvio, l’XHT11 invia un segnale di risposta e 40 bit di dati, e attiva un’acquisizione del segnale.

  • La trasmissione del segnale è mostrata nella figura:

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Parametri

  • Tensione di funzionamento: DC 3.3V a 5V

  • Corrente di funzionamento: 2.1mA

  • Potenza massima: 0.0105W

  • Intervallo di temperatura: -25℃ ~ +60℃ (± 2℃)

  • Intervallo di umidità: 5%RH ~ 95%RH (precisione ±5%RH intorno a 25 °C)

Sensore di luce Microbit

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Un sensore di luce è un dispositivo di input che misura la luminosità della luce esterna. La scheda micro:bit non include un sensore di luce integrato. Rileva e misura la luminosità ambientale tramite una matrice LED che converte ripetutamente l’intensità luminosa in un valore di input, quindi viene campionato il tempo di attenuazione della tensione. In questo modo, il livello di luminosità rilevato è un valore relativo.

4. Schema di Collegamento

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Quando si utilizza il display OLED, è necessario collegare un’alimentazione esterna e impostare l’interruttore DIP su ON.

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5. Importazione Libreria

Se non hai ancora aggiunto i file di libreria richiesti (DHT11 e oled_ssd1306), importali facendo riferimento a Come Mu Importa Libreria su Micro:bit.

6. Flusso del Codice

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7. Codice di Test

Il file di codice è fornito nella cartella Project 07：Environment Monitoring中找文件Project-07-Environment-Monitoring.py.

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Codice completo:

'''
Function: OLED displays temperature and humidity values and brightness level values in real time to simulate intelligent environment detection
Compiling IDE: MU 1.2.0
Author: https://docs.keyestudio.com
'''
# import related libraries
import oled_ssd1306 as oled
from microbit import *
from DHT11 import *

val = Image("90900:""09090:""90009:""90009:""99999")  # Set pattern
display.show(val)   # LED matrix displays the set pattern

#initialize and clear oled
oled.initialize()
oled.clear_oled()

sensor = DHT11(pin1)  # set temperature and humidity pins

while True:
    oled.clear_oled() # clear oled
    sensor.read()     # read the temperature and humidity values
    T = sensor.temp   # store the temperature values in T
    H = sensor.humid  # store the humidity values in H
    L = display.read_light_level()  # read the brightness level value of the light and store it in L
    oled.add_text(1, 0, 'T:' + str(T) + 'C')   # Display the temperature value at the corresponding position of the OLED
    oled.add_text(1, 1, 'H:' + str(H) + '%')   # Display the humidity value at the corresponding position of the OLED
    oled.add_text(1, 2, 'L:' + str(L))         # Display the brightness level value at the corresponding position of the OLED
    sleep(2000)

8. Risultato del Test

Clicca su “Flash” per caricare il codice sulla scheda micro:bit.

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Dopo aver scaricato il codice sulla scheda, accendi tramite cavo micro USB o alimentazione esterna (imposta l’interruttore DIP su ON), e premi il pulsante di reset sulla scheda.

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L’OLED visualizza in tempo reale i valori di temperatura e umidità e il livello di luminosità della luce.

ATTENZIONE: Se il cablaggio è corretto ma non vedi i risultati, premi il pulsante di reset sul retro della scheda.

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