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树莓派专用温湿度模块(USB接口)

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发表于 2020-10-14 15:06:54 | 显示全部楼层 | 阅读模式
关键词:树莓派  USB  USB转串口  温湿度模块  SHT20  SHT21  盛世瑞恩  温度  湿度   QT
概述:树莓派是一个通用的创客平台,不少创客在使用树莓派的时候需要一些温湿度数据,但是市面上的一些平价温湿度模块(如DHT2x)的精度和一致性实在太差,为此我们设计了一款性价比适中,精度较高的温湿度模块。我们在模块上设置了一款单片机,用来读取温湿度数据,然后通过TTL串口或者通过USB转串口的形式将温湿度数据发送给主控。温湿度传感器采用盛世瑞恩的SHT20,其湿度的典型精度是±3%RH,温度的典型精度是±0.3℃。我们做过一致性测试,同一环境下5个模块的温度差在0.3℃范围内,湿度差在3%RH内。整个模块可采用USB-C接口供电和通讯,也可以通过插针供电。可以挂靠在树莓派上测量树莓派附近的温湿度,也可以通过长达2米的USB-C线放至到目标环境进行温湿度测量。


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发表于 2020-10-14 15:08:00 | 显示全部楼层
硬件连接示意图:

IMG_3386.JPG
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发表于 2020-10-14 15:13:38 | 显示全部楼层
不管是通过TTL串口连接还是通过USB转串口连接,本质都是串口通讯。为了保障树莓派的TTL串口,我们这里采用的是通过USB转串口连接的方式。
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发表于 2020-10-14 15:14:51 | 显示全部楼层
要查看温湿度数据,我们可以通过两种方式读取,一种是通过minicom之类的串口工具打开串口读取原始数据,另外一种方式是通过我们提供的QT图形化工具直接查看温湿度数据。
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发表于 2020-10-14 15:16:15 | 显示全部楼层
操作方式很简单,直接运行sh,然后执行即可,运行效果如下图:

运行截图.png

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发表于 2020-10-14 15:25:25 | 显示全部楼层
同样的,PC上也可以使用,安装好CH340 USB转串口的驱动后,随便找个串口工具,打开对应的串口,波特兰115200,8N1。


串口输出.png

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发表于 2020-10-15 13:29:28 | 显示全部楼层
PC端的温湿度读取工具:

TH.JPG

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发表于 2020-10-15 15:41:36 | 显示全部楼层
实物样品图片:

TH_01.JPG
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发表于 2020-10-15 15:52:00 | 显示全部楼层
模块硬件资源:
1,主控采用STM32F030,用于采集温湿度,并通过TTL串口或者USB串口将数据发送给上位机;
2,USB接口采用当下流行的USB Type-C接口,既用于供电,也用于USB转串口通讯;
3,USB转串口芯片采用CH340G,经过十几年的发展,南京沁恒的USB转串口芯片已经相当成熟,稳定性和性价比都还不错;
4,温湿度芯片采用SHT20,湿度典型值±3%RH,温度典型值±0.3℃,后续也可能会考虑采用一些更低成本性价比更高的国产料,前提是精度和一致性能满足要求;
5,预留TTL串口,预留SWD接口,预留富余的GPIO;
6,焊接一个按键,用于切换数据从TTL串口还是USB转串口输出。预留一个未焊接的按键位;
7,一个用户LED,默认用于做电源指示,上电后亮起。用户可以修改为其它指示用途。
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发表于 前天 08:39 | 显示全部楼层
软件资源:
1,提供树莓派平台的QT演示程序(不含源码);
2,提供PC端的QT演示程序(不含源码);
如果不想使用QT演示程序,也可以通过各种串口工具软件打开对应的串口观察数据,波特率115200, 8N1
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