牟曉東

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

1.實驗器材與電路連接

實驗器材：Arduino UNO主板一個，DHT11溫濕度傳感器一個，風(fēng)扇模塊一個，綠色、黃色和紅色LED燈各一支，面包板一塊，各色杜邦線若干;對照設(shè)計好的電路接線圖進行器材連接（如圖1）。

首先，將Arduino的5V和GND通過杜邦線連接至面包板一側(cè)的紅色和藍色線槽;接著，將綠色、黃色和紅色LED燈的短腿（負極）均插接至藍色線槽，長腿（正極）則分別插接至a列某行插孔中，再通過同種顏色的杜邦線將正極與Arduino的11號、12號和13號數(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端均通過杜邦線與面包板的紅色、藍色線槽連接，二者的信號端則分別插接至Arduino的2號和3號數(shù)字引腳;最后，通過數(shù)據(jù)線將Arduino與計算機USB接口連接，完成電路連接（如圖2）。

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

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

首先導(dǎo)入DHT.h庫：“#include ”，并且通過語句“DHT dht（2， DHT11）;”對連接在2號數(shù)字引腳的溫度傳感器信號端進行初始化;然后定義Fan、GreenLED、YellowLED和RedLELD四個變量，對風(fēng)扇模塊（3號數(shù)字引腳）、綠色（11號）、黃色（12號）和紅色（13號）LED燈進行引腳編號聲明：“int Fan = 3;”“int GreenLED = 11;”“int YellowLED = 12;”和“int RedLED = 13;”;接下來，在setup（）函數(shù)中先通過語句“Serial.begin（9600）;”設(shè)置串口監(jiān)視器的波特率，再通過語句“dht.begin（）;”開啟DHT11溫度傳感器的數(shù)據(jù)通訊，最后通過pinMode（）對風(fēng)扇模塊和三個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)中先定義浮點型變量Temperature，通過“float Temperature = dht.readTemperature（）;”語句實現(xiàn)對檢測溫度數(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)，對溫度數(shù)據(jù)進行數(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：“digitalWrite（YellowLED，HIGH）;”“analogWrite（Fan， 127）;”;如果溫度超過30℃，則控制紅色LED發(fā)光、風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動：“digitalWrite（RedLED， HIGH）;”“analogWrite（Fan， 255）;”。