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습도 LCD에 표시하기

온/습도센서를 이용해 LCD에 온도와 습도를 출력하는 예제를 해보겠습니다.

<그림 1> 온/습도 LCD 출력 모습

온습도센서

아두이노에서 흔히 사용되는 온/습도 센서는 DHT11과 DHT22가 있습니다. 두 제품 특징이 조금 다르지만 일반적으로 DHT22가 더 성능이 좋은 센서라고 할 수 있습니다. DHT11으로도 일상적인 온도를 측정이 가능하기 때문에 저렴한 DHT11이 더 널리 사용됩니다.

<그림 1> DHT11(Blue) vs DHT22(White)

(source: https://learn.adafruit.com/dht/overview)

<표 1> DHT11 vs DHT22

DHT11 DHT22 Power 3 to 5V power and I/O Current 2.5mA max current use during conversion (while requesting data) Humidity Good for 20-80% with 5% accuracy Good for 0-100% with 2-5% accuracy Temperature Good for 0-50°C ±2°C accuracy Good for 0-100% with 2-5% accuracy Sampling rate Once every 1 seconds Once every 2 seconds Body size 15.5mm x 12mm x 5.5mm 15.1mm x 25mm x 7.7mm Cost Extra low cost Low cost

비교표를 보면 DHT22 쪽이 측정할 수 있는 온/습도 범위가 넓고 측정 오차도 적은 것을 알 수 있습니다. 가격은 DHT11이 더 저렴합니다. (국내 쇼핑몰에서 습도센서를 검색하면 DHT11은 2천원, DHT22는 5천원 정도에 판매되고 있습니다.) 자세한 내용은 아래 Adafruit 홈페이지를 참고 바랍니다.

https://learn.adafruit.com/dht/overview

이번 예제에서는 DHT22센서를 이용하겠습니다.

LCD Display

이번 예제에서는 LCD1602(I2C 제어)를 사용하겠습니다. 1602란 한 줄에 16문자씩 2줄 표현가능하단 뜻입니다. 그리고 I2C 제어란 LCD를 바로 아두이노에 연결하지 않고 I2C 보드를 통해서 아두이노와 연결한다는 의미입니다. LCD를 아두이노와 바로연결할 경우 연결할 핀이 많고 밝기 조절을 위한 가변저항을 따로 달아야 하는 등 불편한 점이 많습니다. I2C 보드에는 밝기 조절용 가변저항도 붙어있고 아두이노와 연결할 핀도 4개 뿐이라 사용이 간편합니다. 가격차이도 크지 않으므로 특별한 목적이 있는 것이 아니라면 I2C가 있는 LCD를 이용하는 것이 좋습니다. 쇼핑몰에서 LCD I2C로 검색하면 아래와 같이 I2C 보드가 붙은 LCD를 구매할 수 있습니다.

<그림 2> LCD1602 I2C Converter

녹색 LCD 판 위의 검은색 보드가 I2C Converter입니다. Converter에는 밝기를 조절할 수 있는 가변저항이 붙어있습니다. (파란색 육면체)

완성된 회로도

<그림 3> 온/습도 LCD 출력 완성 회로도

DHT22 센서는 핀이 4개가 있는데 그 중 하나는 연결할 필요가 없는 핀 입니다. Vcc 옆에 있는 핀이 Signal이니 이핀을 아두이노의 Digital 2번핀과 연결하면 됩니다. 그리고 센서의 Signal과 Vcc가 저항을 사이에 두고 연결된 것을 볼 수 있습니다. Vcc가 Signal과 연결되면 센서에 문제가 생기거나 동작이 안될것이라 걱정될 수 있지만 그렇지 않습니다. 이렇게 연결해야 센서에 Pull Up 전원이 공급되어 제대로 작동합니다.

<그림 4> Adafruit 튜토리얼 DHT 연결 예시

(Source: https://learn.adafruit.com/dht?view=all)

DHT의 핀은 왼쪽부터 VDD, Data(Signal), Null, GND 순서입니다. 3번째 핀은 NULL로 연결할 필요가 없습니다. 가끔 핀이 3개인 센서도 있는데 그럴 경우 센서에 표시된 순서로 연결하시면 됩니다. (순서가 Data(Signal), VDD(+), GND 순서인 센서도 있고 VDD, Data, GND 순서인 센서도 있습니다.

저희는 DHT센서 Signal과 전원 사이에 10kOhm 저항을 이용하도록 하겠습니다. 10kOhm 저항의 띠색깔은 갈-검-주입니다. 띠색으로 저항 값 읽는 법은 아래 링크를 참고 바랍니다.

https://www.petervis.com/electronics/Standard_Resistor_Values/10K.html

LCD는 I2C 보드의 VCC와 GND를 아두이노와 연결한 다음 SCL핀을 아두이노 Analog Input 중 A5에연결하고 SDA핀을 아두이노 A4에 연결하면 완성입니다.

완성된 코드

아래 코드를 사용하기 위해서는 라이브러리를 추가해줘야 합니다. 라이브러리 추가하기 글을 참고 바랍니다.

[아두이노] – [아두이노] 라이브러리 추가하기

#include #define DHTPIN 2 // 습도센서 Signal 선 연결 #define DHTTYPE DHT22 // 습도센서 종류: DHT22 #include #include DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // LCD주소: 0x27 또는 0x3F float hum; // 습도값 저장 변수 float temp; // 온도값 저장 변수 void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); delay(2000); lcd.init(); lcd.backlight(); lcd.setCursor(2,0); delay(5000); lcd.clear(); } void loop() { hum = dht.readHumidity();//온도값 읽기 temp= dht.readTemperature();//습도값 읽기 Serial.print(“HUMIDITY: “); // “HUMIDITY:” 출력 Serial.print(hum,0);// 습도 값 소수점 이하 자리 없음 Serial.print(” %, TEMPERATURE: “); //”%”(습도단위) “TEMPERATURE:” 출력 Serial.print(temp, 1);//온도값은 소수점 이하 1자리까지 표시 Serial.println(” C”); //”C” 온도 단위 표시 lcd.setCursor(0,0); // LCD Cursor 원점 lcd.print(“TEMP:”); // LCD에 “temp” 표시 float t = temp; // 온도값을 t에 할당 lcd.print(t,1); // 온도값 LCD로 출력 lcd.print(” C”); // 온도 단위 표시 lcd.setCursor(0,1); //LCD 커서 줄바꿈 lcd.print(“HUMIDITY:”); //LCD 2번째 줄에 “humidity:” 출력 int h = hum; //습도값 h에 할당 lcd.print(h); //습도값 LCD에 출력 lcd.print(” % “); //습도 단위 출력 lcd.println(); delay(2000); // 샘플링 간격 2초 }

10. DHT11 온습도센서-LCD 표시

10. DHT11 온습도센서-LCD 표시 10.1 필요 부품 정격 전압: +5 V (3.5V~5.5VDC) 온도 범위 :0-50 °C ± 2 °C

습도 범위 :20-90% RH ± 5% LCD 16자 X 2줄. 10.2 배선 아두이노 보드를 USB 케이블을 통하여 PC에 연결 온습도센서 배선 센서 GND -> 아두이노 GND(흑색)

센서 DATA -> 아두이노 DIGITAL 13 핀(노랑)

센서 VCC -> 아두이노 5V(빨강) LCD 배선 LCD GND -> 아두이노 GND(흑색)

LCD VCC -> 아두이노 5V(빨강)

LCD RS -> 아두이노 DIGITAL PIN 12(노랑)

LCD E -> 아두이노 DIGITAL PIN 11(녹색) LCD D7 -> 아두이노 DIGITAL PIN 2(흑색)

LCD D6 -> 아두이노 DIGITAL PIN 3(파랑)

LCD D5 -> 아두이노 DIGITAL PIN 4(녹색)

LCD D4 -> 아두이노 DIGITAL PIN 5(노랑) 10.3 프로그램 입력 및 실행 아두이노 개발툴(IDE)을 실행 다음과 같이 입력 또는 복사하기 -> 붙여넣기 // include the library code: #include #include int pin=13; // 온습도센서 연결한 아두이노 디지털 핀 번호 DHT11 dht11(pin); LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); void setup() { Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); lcd.print(“Hello, World!”); delay(2000); } void loop() { int err; float temp, humi; if((err=dht11.read(humi, temp))==0) { Serial.print(“temperature:”); Serial.print(temp); Serial.print(” humidity:”); Serial.print(humi); Serial.println(); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(“Temp:”); lcd.print(temp); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(“Humi:”); lcd.print(humi); } else { Serial.println(); Serial.print(“Error No: “); Serial.print(err); Serial.println(); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(“Error No: “); lcd.print(err); } delay(DHT11_RETRY_DELAY); //delay for reread } 프로그램 업로드 버튼 클릭 10.4 프로그램 동작 LCD의 가변저항을 조절하여 글씨가 잘 보이게 한다. 프로그램이 시작되면 LCD 화면에 “hello world!” 2초 표시됨.

LCD 화면에 온도와 습도가 표시된다.

[아두이노 강좌] 12. LCD에 온도 및 조도 표시하기

임베디드 오픈소스 ‎ > ‎ 아두이노 ‎ > ‎ [아두이노 강좌] 12. LCD에 온도 및 조도 표시하기 본 게시물에서는 강좌 11에서 연결한 LCD를 이용하여 온도와 조도를 LCD에 디스플레이 시켜 보도록 하겠습니다. 조도는 이전 강좌9에서 사용하였던 포토셀을 이용합니다. 온도를 측정하기 위해서 TMP36 온도 센서를 이용합니다. 이 온도센서는 3개의 리드선을 가지고 있으며 그중 두개는 각각 5V, GND연결에 사용되고 나머지 한개는 온도출력으로 아두이노의 아날로그 입력에 연결되게 됩니다. 브레드보드 레이아웃 이전 강좌 11에서 사용하였던 레이아웃입니다. 아래와 같이 브레드보드를 셋업하세요. 포토셀과 1k오옴 저항, TMP36은 새롭게 브레드보드에 추가되었습니다. TMP36은 평평한 쪽을 아두이노를 바라보게 연결해야 합니다. 아두이노 코드 아래의 스케치 코드를 아두이노에 업로드하고 손가락을 센서에 갖다 대어서 온도를 올려 보십시오. 디스플레이에 온도가 올라가는 것을 확인 할 수 있을 것입니다. 비슷하게 포토셀 앞에서 손을 흔들어 빛을 가리면 조도 역시 변경되는 것을 확인 수 있습니다. #include int tempPin = 0 ; int lightPin = 1 ; // BS E D4 D5 D6 D7 LiquidCrystal lcd ( 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 ); void setup () { lcd . begin ( 16 , 2 ); } void loop () { // Display Temperature in C int tempReading = analogRead ( tempPin ); float tempVolts = tempReading * 5.0 / 1024.0 ; float tempC = ( tempVolts – 0.5 ) * 100.0 ; float tempF = tempC * 9.0 / 5.0 + 32.0 ; // —————- lcd . print ( “Temp F ” ); lcd . setCursor ( 6 , 0 ); lcd . print ( tempF ); // Display Light on second row int lightReading = analogRead ( lightPin ); lcd . setCursor ( 0 , 1 ); // —————- lcd . print ( “Light ” ); lcd . setCursor ( 6 , 1 ); lcd . print ( lightReading ); delay ( 500 ); }

아래와 같이 lcd()함수에 주석을 붙여 알아보기 쉽게 하였습니다. // BS E D4 D5 D6 D7 LiquidCrystal lcd ( 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 );

loop함수에서는 두개의 흥미있는 부분이 있는데, 첫번째로 온도센서로부터 나오는 아날로그 값을 실제 온도로 변환하여 는 부분이며, 두번째로는 그것을 디스플레이 하는 부분입니다. 먼저 온도를 계산하는 부분을 살펴보도록 하겠습니다. int tempReading = analogRead ( tempPin ); float tempVolts = tempReading * 5.0 / 1024.0 ; float tempC = ( tempVolts – 0.5 ) * 100.0 ; float tempF = tempC * 9.0 / 5.0 + 32.0 ;

analogRead()함수에 의해 읽혀진 0~1023의 값(tempPin 아날로그 입력)은 0~5V의 값을 구하기 위해 5를 곱한 후 1024로 나누게 됩니다. TMP36에서 오는 전압을 온도(C)로 변환하기 위해 0.5V를 측정값에서 뺀뒤 100을 곱합니다. 참고: TMP36의 데이터 쉬트를 보면 25도에서 750mV의 전압출력은 낸다고 적혀 있으며, 전압출력은 온도에 linear( 1도당 10mV)합니다. Fahrenheit온도로 계산하기 해서는 9/5를 곱한후 32를 더합니다. 계속 변하는 숫자를 LCD에 디스플레이할 때는 이전에 쓰여졌던 숫자가 이후에도 남아있는 것을 방지하기 위해 전체 LCD화면을 다시 써주게 들어야 합니다. // —————- lcd . print ( “Temp F ” ); lcd . setCursor ( 6 , 0 ); lcd . print ( tempF );

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