Arduino: stazione meteo con display tft st7735 e DHT11

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Nell’articolo di oggi vedremo come realizzare una stazione con Arduino, un display TFT 1,8″ ST7735 e un sensore di temperatura e umidità DHT11.

In meteorologia la stazione meteorologica è un insieme di strumenti di misura che permettono di controllare/monitorare le condizioni fisiche dell’atmosfera in un dato luogo, per un tempo indefinito, relativamente ai suoi parametri fondamentali, a fini meteorologici e climatici.

Sensore DHT 11: datasheet

Il sensore DHT è un sensore in grado di rilevare umidità e temperatura grazie alle semplici librerie forniteci da Adafruit.

Le specifiche tecniche sono le seguenti:

Range di misurazione: Umidità: 20-90%RH , Temperatura: 0-50°
Accuratezza umiditià: Umiditià ±5％RH
Accuratezza Temperatura: ±2℃
Risoluzione: 1
Alimentazione: 3-5.5v

Attenzione, in alcuni modelli di sensore DHT 11 i pin Vcc e Signal possono essere invertiti. Un eventuale problema per il quale il programma compilato non funzioni potrebbe consistere in questo motivo.

Il sensore DHT11 espone 3 pin denominati:

GND: piedino di massa
VCC: piedino di alimentazione
sitgnal: piedino di comunicazione dati 1-wire

Il DHT11 va alimentato con una tensione compresa tra i 3 e 5V. In che modo rileva l’umidità relativa e la temperatura? Il DHT11 è in grado di rilevare il valore percentuale dell’umidità relativa misurando la resistenza elettrica tra i due elettrodi. La conduttività tra gli elettrodi aumenta all’aumentare dell’umidità relativa. Mentre per quanto concerne la temperatura il DHT11 utilizza un sensore NTC.

Le specifiche tecniche di questo display sono le seguenti:

risoluzione 128×160 a 65 mila colori
dimensioni: 28x35mm
driver: st7735
5v o 3.3v
Opzioni SD Card reader
Interfaccia SPI
1,8″

I materiali da utilizzare per il collegamento del display TFT 1,8″ alla board Arduino sono:

Arduino Uno
Display TFT 1,8″
Cavo USB
11x jumper maschio-maschio
1x breadboard
DHT11

COLLEGAMENTO

Ci sono tantissimi display TFT da 1,8″ nel mercato, quindi il collegamento potrebbe cambiare da display a display. I display possono avere la posizioni di alcuni pin differente ma comunque sono presenti le “stesse sigle” che permettono quindi di effettuare correttamente il collegamento prendendo anche come riferimento altri display con la posizione dei pin diversa. Rispetto a questo display ce ne potrebbero essere altri con pin BLK (blacklight), che in questo caso non è presente, ma niente di preoccuparsi, lo puoi collegare al pin 12

Ecco una schema che può tornare utile:

Ecco il diagramma di collegamento:

CODICE E TEST

Se è la prima volta che utilizzi il display, prima di scrivere il codice ti consiglio vivamente di leggere questo articolo introddutivo sul collegamento e configurazione del display ST7735 TFT 1,8″

Come collegare display TFT 1,8″ ST7735 ad Arduino

Forse ad alcuni occorre installare la libreria DHT.h. Non sai come fare? Tranquillo, leggi questo articolo:

Arduino IDE: come installare una libreria #10.1

Ecco il codice:

#include <Adafruit_GFX.h>      // include Adafruit graphics library
#include <Adafruit_ST7735.h>   // include Adafruit ST7735 TFT library
#include <SPI.h>
#include <EEPROM.h>

#include "DHT.h"
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

 
#define TFT_RST   8      // TFT RST pin is connected to arduino pin 8
#define TFT_CS    10      // TFT CS  pin is connected to arduino pin 10
#define TFT_DC    9     // TFT DC  pin is connected to arduino pin 9
// initialize ST7735 TFT library
Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);
 
// define device I2C address: 0x76 or 0x77 (0x77 is library default address)
 
void setup(void)
{
   dht.begin();

  tft.initR(INITR_BLACKTAB);     // initialize a ST7735S chip, black tab
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);  // fill screen with black color
  tft.drawFastHLine(0, 30,  tft.width(), ST7735_WHITE);   // draw horizontal white line at position (0, 30)
 
  tft.setTextColor(ST7735_WHITE, ST7735_BLACK);  // set text color to white and black background
  tft.setTextSize(1);                 // text size = 1
  tft.setCursor(4, 0);               // move cursor to position (4, 0) pixel
  tft.print("ARDUINO + ST7735 TFT");
  tft.setCursor(19, 15);              // move cursor to position (19, 15) pixel
  tft.print("WEATHER STATION");
 

  
 
  tft.drawFastHLine(0, 76,  tft.width(), ST7735_WHITE);  // draw horizontal white line at position (0, 76)
  tft.drawFastHLine(0, 122,  tft.width(), ST7735_WHITE);  // draw horizontal white line at position (0, 122)
  tft.setTextColor(ST7735_RED, ST7735_BLACK);     // set text color to red and black background
  tft.setCursor(25, 39);              // move cursor to position (25, 39) pixel
  tft.print("TEMPERATURE =");
  tft.setTextColor(ST7735_CYAN, ST7735_BLACK);  // set text color to cyan and black background
  tft.setCursor(34, 85);              // move cursor to position (34, 85) pixel
  tft.print("HUMIDITY =");
  tft.setTextSize(2);                 // text size = 2
 
}
 
// main loop
void loop()
{
  char _buffer[8];
  // read temperature, humidity and pressure from the BME280 sensor
   int humi = dht.readHumidity();
   int temp = dht.readTemperature();
 
  // print temperature (in °C)
  if(temp < 0)    // if temperature < 0
    sprintf( _buffer, "-%02u.%02u", (int)abs(temp), (int)(abs(temp) * 100) % 100 );
  else            // temperature >= 0
    sprintf( _buffer, " %02u.%02u", (int)temp, (int)(temp * 100) % 100 );
  tft.setTextColor(ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK);  // set text color to yellow and black background
  tft.setCursor(11, 54);
  tft.print(_buffer);
  tft.drawCircle(89, 56, 2, ST7735_YELLOW);  // print degree symbol ( ° )
  tft.setCursor(95, 54);
  tft.print("C");
 
  // 2: print humidity
  sprintf( _buffer, "%02u.%02u %%", (int)humi, (int)(humi * 100) % 100 );
  tft.setTextColor(ST7735_MAGENTA, ST7735_BLACK);  // set text color to magenta and black background
  tft.setCursor(23, 100);
  tft.print(_buffer);
 
  
 
  delay(1000);    // wait a second
 
}
 
// end of code.

#include <Adafruit_GFX.h> // include Adafruit graphics library

#include <Adafruit_ST7735.h> // include Adafruit ST7735 TFT library

#include <SPI.h>

#include <EEPROM.h>

#include "DHT.h"

#define DHTPIN 2

#define DHTTYPE DHT11

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

#define TFT_RST 8 // TFT RST pin is connected to arduino pin 8

#define TFT_CS 10 // TFT CS pin is connected to arduino pin 10

#define TFT_DC 9 // TFT DC pin is connected to arduino pin 9

// initialize ST7735 TFT library

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// define device I2C address: 0x76 or 0x77 (0x77 is library default address)

void setup(void)

{

dht.begin();

tft.initR(INITR_BLACKTAB); // initialize a ST7735S chip, black tab

tft.fillScreen(ST7735_BLACK); // fill screen with black color

tft.drawFastHLine(0, 30, tft.width(), ST7735_WHITE); // draw horizontal white line at position (0, 30)

tft.setTextColor(ST7735_WHITE, ST7735_BLACK); // set text color to white and black background

tft.setTextSize(1); // text size = 1

tft.setCursor(4, 0); // move cursor to position (4, 0) pixel

tft.print("ARDUINO + ST7735 TFT");

tft.setCursor(19, 15); // move cursor to position (19, 15) pixel

tft.print("WEATHER STATION");

tft.drawFastHLine(0, 76, tft.width(), ST7735_WHITE); // draw horizontal white line at position (0, 76)

tft.drawFastHLine(0, 122, tft.width(), ST7735_WHITE); // draw horizontal white line at position (0, 122)

tft.setTextColor(ST7735_RED, ST7735_BLACK); // set text color to red and black background

tft.setCursor(25, 39); // move cursor to position (25, 39) pixel

tft.print("TEMPERATURE =");

tft.setTextColor(ST7735_CYAN, ST7735_BLACK); // set text color to cyan and black background

tft.setCursor(34, 85); // move cursor to position (34, 85) pixel

tft.print("HUMIDITY =");

tft.setTextSize(2); // text size = 2

}

// main loop

void loop()

{

char _buffer[8];

// read temperature, humidity and pressure from the BME280 sensor

int humi = dht.readHumidity();

int temp = dht.readTemperature();

// print temperature (in °C)

if(temp < 0) // if temperature < 0

sprintf( _buffer, "-%02u.%02u", (int)abs(temp), (int)(abs(temp) * 100) % 100 );

else // temperature >= 0

sprintf( _buffer, " %02u.%02u", (int)temp, (int)(temp * 100) % 100 );

tft.setTextColor(ST7735_YELLOW, ST7735_BLACK); // set text color to yellow and black background

tft.setCursor(11, 54);

tft.print(_buffer);

tft.drawCircle(89, 56, 2, ST7735_YELLOW); // print degree symbol ( ° )

tft.setCursor(95, 54);

tft.print("C");

// 2: print humidity

sprintf( _buffer, "%02u.%02u %%", (int)humi, (int)(humi * 100) % 100 );

tft.setTextColor(ST7735_MAGENTA, ST7735_BLACK); // set text color to magenta and black background

tft.setCursor(23, 100);

tft.print(_buffer);

delay(1000); // wait a second

}

// end of code.

Il codice è commentato, il funzionamento è semplice, la parte più importanti sono quelle legate al calcolo e quelle grafiche.

Carichiamo il codice sulla scheda.

Ecco qui un risultato.

Voglio ringraziare AZ-Delivery per avermi dato la possibilità di avere il display st7735.

Preferireste aspettare 8 settimane per l’autoimportazione dalla Cina, incerti se le merci arriveranno mai, le terre alla dogana o semplicemente saranno rispedite indietro? O acquistare in Germania ad un prezzo totalmente gonfiato da un rivenditore specializzato? Preferisci acquistare il prodotto a buon mercato in Cina senza essere sicuro di quale versione del prodotto riceverai, o ordinarlo dal rivenditore tedesco incl. istruzioni e scheda dati?

Nel seguente link è presente il sito ufficiale AZdelivery

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Simone Candido

Simone Candido è un ragazzo appassionato del mondo tech nella sua totalità. Simone ama immedesimarsi in nuove esperienze, la sua filosofia si basa sulla irrefrenabile voglia di ampliare a 360° le sue conoscenze abbracciando tutti i campi del sapere, in quanto ritiene che il sapere umano sia il connubio perfetto tra cultura umanistica e scientifica.