多语言实现Arduino“高温监控仪”

牟晓东

借助于温度传感器、风扇模块和几个LED灯，我们利用Arduino开发制作一个“高温监控仪”：当环境温度处于较适宜的温度范围时（比如28℃以下），绿色LED灯亮，风扇模块无动作;当温度有小幅度升高时（28℃以上、30℃以下），黄色LED灯发光进行预警，同时风扇模块低速转动进行风力降温，直至恢复正常;当温度较高时（30℃以上），红色LED灯发光进行报警，风扇模块高速转动进行风力快速降温……在整个过程中，屏幕每隔3秒钟就显示一次实时检测到的温度数据。

1.实验器材与电路连接

实验器材：Arduino UNO主板一个，DHT11温湿度传感器一个，风扇模块一个，绿色、黄色和红色LED灯各一支，面包板一块，各色杜邦线若干;对照设计好的电路接线图进行器材连接（如图1）。

首先，将Arduino的5V和GND通过杜邦线连接至面包板一侧的红色和蓝色线槽;接着，将绿色、黄色和红色LED灯的短腿（负极）均插接至蓝色线槽，长腿（正极）则分别插接至a列某行插孔中，再通过同种颜色的杜邦线将正极与Arduino的11号、12号和13号数字引脚相连;然后，将温度传感器和风扇模块的VCC端和GND端均通过杜邦线与面包板的红色、蓝色线槽连接，二者的信号端则分别插接至Arduino的2号和3号数字引脚;最后，通过数据线将Arduino与计算机USB接口连接，完成电路连接（如图2）。

2.Arduino IDE代码编程实现“高温监控仪”

在Arduino IDE中对DHT11温湿度传感器进行编程控制的前提是要安装DHT.h库，首先依次点击菜单“项目”-“加载库”-“管理库”项，在弹出的“库管理器”中以“DHT11”为关键词进行搜索，会出现一个名为“DHT sensor library（by Adafruit）”的库，显示支持DHT11（目前最新版本为1.4.2）;接着，点击“安装”按钮（如图3），在弹出的提示窗口中点击“Install all”按钮进行下载和安装;结束后返回“加载库”中查看，底部“推荐的库”中就会显示有“DHT sensor library”项，说明安装成功。

首先导入DHT.h库：“#include ”，并且通过语句“DHT dht（2， DHT11）;”对连接在2号数字引脚的温度传感器信号端进行初始化;然后定义Fan、GreenLED、YellowLED和RedLELD四个变量，对风扇模块（3号数字引脚）、绿色（11号）、黄色（12号）和红色（13号）LED灯进行引脚编号声明：“int Fan = 3;”“int GreenLED = 11;”“int YellowLED = 12;”和“int RedLED = 13;”;接下来，在setup（）函数中先通过语句“Serial.begin（9600）;”设置串口监视器的波特率，再通過语句“dht.begin（）;”开启DHT11温度传感器的数据通讯，最后通过pinMode（）对风扇模块和三个LED灯的引脚模式均设置为输出模式：“pinMode（Fan， OUTPUT）;”“pinMode（GreenLED， OUTPUT）;”“pinMode（YellowLED， OUTPUT）;”和“pinMode（RedLED， OUTPUT）;”（如图4）。

在loop（）函数中先定义浮点型变量Temperature，通过“float Temperature = dht.readTemperature（）;”语句实现对检测温度数据的读取，然后将该数据在串口监视器中输出：“Serial.print（"当前温度为："）;”“Serial.print（Temperature）;”和“Serial.println（"℃"）;”;接着，构建“if…else if…else…”三分支选择结构，对温度数据进行数值区间判断：如果温度在28℃以下——“if （Temperature <= 28.00）”，则控制绿色LED灯发光：“digitalWrite（GreenLED， HIGH）;”;如果温度在28℃-30℃之间——“else if （Temperature > 28.00 && Temperature <= 30.00）”，则控制黄色LED灯发光、风扇低速转动：“digitalWrite（YellowLED，HIGH）;”“analogWrite（Fan， 127）;”;如果温度超过30℃，则控制红色LED发光、风扇高速转动：“digitalWrite（RedLED， HIGH）;”“analogWrite（Fan， 255）;”。