多語言實現Arduino“高溫監控儀”

牟曉東

借助于溫度傳感器、風扇模塊和幾個LED燈，我們利用Arduino開發制作一個“高溫監控儀”：當環境溫度處于較適宜的溫度范圍時（比如28℃以下），綠色LED燈亮，風扇模塊無動作;當溫度有小幅度升高時（28℃以上、30℃以下），黃色LED燈發光進行預警，同時風扇模塊低速轉動進行風力降溫，直至恢復正常;當溫度較高時（30℃以上），紅色LED燈發光進行報警，風扇模塊高速轉動進行風力快速降溫……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據。

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號數字引腳相連;然后，將溫度傳感器和風扇模塊的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號數字引腳;最后，通過數據線將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“高溫監控儀”

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”為關鍵詞進行搜索，會出現一個名為“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。

首先導入DHT.h庫：“#include ”，并且通過語句“DHT dht（2， DHT11）;”對連接在2號數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，對風扇模塊（3號數字引腳）、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（）函數中先通過語句“Serial.begin（9600）;”設置串口監視器的波特率，再通過語句“dht.begin（）;”開啟DHT11溫度傳感器的數據通訊，最后通過pinMode（）對風扇模塊和三個LED燈的引腳模式均設置為輸出模式：“pinMode（Fan， OUTPUT）;”“pinMode（GreenLED， OUTPUT）;”“pinMode（YellowLED， OUTPUT）;”和“pinMode（RedLED， OUTPUT）;”（如圖4）。

在loop（）函數中先定義浮點型變量Temperature，通過“float Temperature = dht.readTemperature（）;”語句實現對檢測溫度數據的讀取，然后將該數據在串口監視器中輸出：“Serial.print（"當前溫度為："）;”“Serial.print（Temperature）;”和“Serial.println（"℃"）;”;接著，構建“if…else if…else…”三分支選擇結構，對溫度數據進行數值區間判斷：如果溫度在28℃以下——“if （Temperature <= 28.00）”，則控制綠色LED燈發光：“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燈發光、風扇低速轉動：“digitalWrite（YellowLED，HIGH）;”“analogWrite（Fan， 127）;”;如果溫度超過30℃，則控制紅色LED發光、風扇高速轉動：“digitalWrite（RedLED， HIGH）;”“analogWrite（Fan， 255）;”。