时代飞速发展，智能家居已经成为生活中必不可少的存在，在本节课我们将一起来制作一个温控风扇，当温度到达阈值时，则自动启动风扇散热；当温度低于某个阈值时，则自动关闭风扇，接下来让我们看看怎么完成它吧！

知识锦囊

温湿度传感器

温湿度传感器，顾名思义就是用来检测环境中的温度和湿度的传感器，温湿度传感器有多种类型，我们所使用的是已校准数字信号输出的DHT20温湿度传感器，传感器上有电容式传感器元件可以测量相对湿度，温度则通过热敏电阻测量，稳定性强，用它来制作智能温湿度仪再合适不过了。温湿度传感器在农业领域、环境保护、家居生活中都具有非常大的用途。

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| 知识窗
早在1592年，伽利略就发明了温度计，它是一种由玻璃圆筒制成的温度计，圆筒中有透明液体及不同密度的重物，实现测温的原理简单来说就是热胀冷缩。当温度改变时，液体的密度也会随之改变，使得不同密度的悬浮物上下移动，直到液体和自身的密度相同。后面经过不同人的优化和迭代，玻璃温度计越来越精确和稳定，应用于各个领域。传统的玻璃温度计已经有300多年的历史，至今仍在投入使用。

第5课 温控风扇 - 图2第5课 温控风扇 - 图3

随着技术的发展和应用，温度计可供选择的种类越来越多，如水银玻璃温度计、表盘式温度计、热敏电阻温度计、红外温度计、电子温度计等等，不同的温度计有着不用的使用场景。还有一些温度计会加入检测湿度的功能，成为温湿度计，监测环境的温度和湿度。 | | —- |

迷你风扇模块

迷你风扇是输出模块，包括直流电机、驱动板以及扇叶组成，当设定为高电平时，电机转动，设定低电平时，电机不动，可以用来制作风扇项目。
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实践操作

任务一：在串口监视器显示温湿度传感器的值

首先我们将温湿度传感器通过Grove线连接到主控板的IIC接口上。
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接下来是程序部分，使用温湿度传感器需要导入温湿度传感器的库文件，点击DHT20库打开库文件的下载页面，然后将库下载到本地。
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下载成功之后，将该文件解压到ardunio的库文件夹中（文件夹地址：此电脑/文档/Arduino/libraries）完成温湿度传感器库的导入。

然后打开Arduino IDE，新建一个程序文件，编写以下代码：

  1. #include "DHT.h"
  2. #define DHTTYPE DHT20
  3. DHT dht(DHTTYPE);    
  5. #define BAT_ENABLE 19 //Grove端口使能引脚
  7. #if defined(ARDUINO_ARCH_AVR)
  8.     #define debug  Serial
  10. #elif defined(ARDUINO_ARCH_SAMD) ||  defined(ARDUINO_ARCH_SAM)
  11.     #define debug  SerialUSB
  12. #else
  13.     #define debug  Serial
  14. #endif
  16. void setup() {
  17.     digitalWrite(BAT_ENABLE, HIGH);//启用Grove端口
  18.     debug.begin(115200);
  19.     debug.println("DHTxx test!");
  20.     Wire.begin();
  21.     dht.begin();
  22. }
  24. void loop() {
  25.     float temp_hum_val[2] = {0}; //将温湿度定义为一个数组
  26.     if (!dht.readTempAndHumidity(temp_hum_val)) {
  27.         debug.print("Humidity: ");
  28.         debug.print(temp_hum_val[0]);//湿度值
  29.         debug.print(" %\t");
  30.         debug.print("Temperature: ");
  31.         debug.print(temp_hum_val[1]);//温度值
  32.         debug.println(" *C");
  33.     } else {
  34.         debug.println("Failed to get temprature and humidity value.");//如果没有读取到传感器值，那么显示报错信息
  35.     }
  38.     delay(1500);//延时一段时间读取数据。
  39. }

然后，

  • 单击工具>开发板> Wio LTE

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  • 单击工具>端口以选择正确的端口号。（不要选择COM1）

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接下来单击Arduino IDE左上方的Upload按钮，几秒钟后，程序成功上传。程序上传成功之后，点击界面右上角的串口监视器图标，打开串口监视器。需要注意的是，在本程序中设定了串口波特率为115200，所以打开串口监视器后，需要在右下角将波特率也选择为115200。
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观察温湿度传感器是否正确输出温度值。

任务二：温控风扇

通过任务一的操作你会发现，temp_hum_val[0]输出的是传感器的湿度值，而temp_hum_val[1]输出的则是传感器的温度值。像上一节课一样，我们可以通过简单的if else判断语句编写对应的程序。
逻辑如下：
当温湿度传感器的温度值大于25度时，就控制风扇打开；当温湿度传感器的值小于25时，就控制风扇关闭。

我们首先将温湿度传感器与迷你风扇模块正确的接入开发板上，温湿度传感器接IIC接口，mini风扇接A2/D2接口。
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然后打开Arduino IDE，新建一个程序文件，编写以下代码：

  1. #include "DHT.h"
  2. #define DHTTYPE DHT20
  3. DHT dht(DHTTYPE);    
  5. #define BAT_ENABLE 19 //Grove端口使能引脚
  6. #define FAN_PIN 2 //风扇连接到D2引脚
  8. #if defined(ARDUINO_ARCH_AVR)
  9.     #define debug  Serial
  11. #elif defined(ARDUINO_ARCH_SAMD) ||  defined(ARDUINO_ARCH_SAM)
  12.     #define debug  SerialUSB
  13. #else
  14.     #define debug  Serial
  15. #endif
  17. void setup() {
  18.     digitalWrite(BAT_ENABLE, HIGH);//启用Grove端口
  19.     pinMode(FAN_PIN,OUTPUT);//设置风扇引脚为输出模式
  20.     debug.begin(115200);
  21.     debug.println("DHTxx test!");
  22.     Wire.begin();
  23.     dht.begin();
  24. }
  26. void loop() {
  27. float temp_hum_val[2] = {0};  //将温湿度定义为一个数组
  28.       if (!dht.readTempAndHumidity(temp_hum_val)) {
  29.         if (temp_hum_val[1] > 25) {
  30.            debug.print("ON\t");
  31.            digitalWrite(FAN_PIN,HIGH);//如果温度大于25那么就启动风扇
  32.     } 
  33.         else if (temp_hum_val[1] < 25){
  34.            debug.println("OFF");
  35.            digitalWrite(FAN_PIN,LOW);//如果风扇小于25就关闭风扇
  36.     } 
  38.       }
  39.      else {
  40.         debug.println("Failed to get temprature and humidity value.");//如果没有读取到传感器值，那么显示报错信息
  41.     }
  42.     debug.print("Temp: ");
  43.     debug.print(temp_hum_val[1]);//温度值
  44.     debug.println(" *C");
  45.     delay(1500);
  46. }

然后，

  • 单击工具>开发板> Wio LTE
  • 单击工具>端口以选择正确的端口号。（不要选择COM1）

然后，单击Arduino IDE左上方的Upload按钮，几秒钟后，程序成功上传。上传完成之后，尝试将传感器放入更热的环境中（比如用手捂住一会），检查风扇是否会正常转动。由于热量的传递需要时间，所以请保证传感器持续获得加热一段时间，以便超过阈值，你还可以根据你现在环境温度去灵活调整阈值大小。
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思维拓展

高度检测器

大气压和海拔高度是息息相关的。一般情况下大气压是由大气层受到重力作用而产生的，离地面越高的地方，大气层就越薄，那里的大气压就应该越小。所以我们通过大气压的值就能判断出我们所位于的海拔高度。

Grove-高精度气压传感器可以检测当前环境的气压值，温度值和高度变化。该传感器是气象站中包含的基本传感器之一，在本项目中我们将通过Grove-高精度气压传感器来检测高度变化。

首先下载高精度气压传感器库文件，然后将压缩包解压到ardunio的库文件夹中（文件夹地址：此电脑/文档/Arduino/libraries）完成传感器库的导入。
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然后将该传感器连接到IIC接口。
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再新建一个程序编写以下代码并上传：

  1. #include <Dps310.h>
  2. #define BAT_ENABLE 19 //Grove端口使能引脚
  3. // Dps310 Opject
  4. Dps310 Dps310PressureSensor = Dps310();
  6. void setup()
  7. {
  8.   digitalWrite(BAT_ENABLE, HIGH);//启用Grove端口
  9.   Serial.begin(9600);
  10.   while (!Serial);
  13.   //Call begin to initialize Dps310PressureSensor
  14.   //The parameter 0x76 is the bus address. The default address is 0x77 and does not need to be given.
  15.   //Dps310PressureSensor.begin(Wire, 0x76);
  16.   //Use the commented line below instead of the one above to use the default I2C address.
  17.   //if you are using the Pressure 3 click Board, you need 0x76
  18.   Dps310PressureSensor.begin(Wire);
  20.   Serial.println("Init complete!");
  21. }
  25. void loop()
  26. {
  27.   float temperature;
  28.   float pressure;
  29.   uint8_t oversampling = 7;
  30.   int16_t ret;
  31.   Serial.println();
  33.   //lets the Dps310 perform a Single temperature measurement with the last (or standard) configuration
  34.   //The result will be written to the paramerter temperature
  35.   //ret = Dps310PressureSensor.measureTempOnce(temperature);
  36.   //the commented line below does exactly the same as the one above, but you can also config the precision
  37.   //oversampling can be a value from 0 to 7
  38.   //the Dps 310 will perform 2^oversampling internal temperature measurements and combine them to one result with higher precision
  39.   //measurements with higher precision take more time, consult datasheet for more information
  40.   ret = Dps310PressureSensor.measureTempOnce(temperature, oversampling);
  42.   if (ret != 0)
  43.   {
  44.     //Something went wrong.
  45.     //Look at the library code for more information about return codes
  46.     Serial.print("FAIL! ret = ");
  47.     Serial.println(ret);
  48.   }
  49.   else
  50.   {
  51.     Serial.print("Temperature: ");
  52.     Serial.print(temperature);
  53.     Serial.println(" degrees of Celsius");
  54.   }
  56.   //Pressure measurement behaves like temperature measurement
  57.   //ret = Dps310PressureSensor.measurePressureOnce(pressure);
  58.   ret = Dps310PressureSensor.measurePressureOnce(pressure, oversampling);
  59.   if (ret != 0)
  60.   {
  61.     //Something went wrong.
  62.     //Look at the library code for more information about return codes
  63.     Serial.print("FAIL! ret = ");
  64.     Serial.println(ret);
  65.   }
  66.   else
  67.   {
  68.     Serial.print("Pressure: ");
  69.     Serial.print(pressure);
  70.     Serial.println(" Pascal");
  71.   }
  73.   //Wait some time
  74.   delay(500);
  75. }

打开串口监视器，将波特率设置为9600然后将该传感器竖直慢慢举起来，观察数据变化。
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第5课 温控风扇 - 图16