Inhalt
Die Hardware
Der Sensor BME280 misst Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck. Der Luftdruck kann verwendet werden, um die ungefähre Höhe des Standorts zu berechnen.
BME280 mit QWIIC-Anschluss
Der Arduino UNO R4 WiFi verfügt über ein WiFi-Modul und über einen QWIIC-Anschluss.
Dieser Anschluss wurde von Sparkfun entwickelt und fasst die Anschlüsse für 3,3 V, GND, SCL und SDA in einem Stecker zusammen. Selbstverständlich kann für diese Anleitung auch das Modul mit vier separaten Anschlüssen verwendet werden.
QWIIC-Anschluss am UNO R4 WiFi
Die Schaltung
Vorbereitung
Zunächst musst du über den Boardverwalter das Board installieren:
Wenn das Board angeschlossen ist, kann der USB-Anschluss ausgewählt werden. Der Name des Anschlusses unterschiedet sich je nach verwendetem Betriebssystem.
Wetterstation im Seriellen Monitor
I²C-Bussysteme
Der UNO R4 Wifi verfügt über zwei I2C-Bussysteme:
- den ersten I²C-Bus, er wird über vier Leitungsdrähte (3,3V, GND, SCL und SDA) angeschlossen (Wire)
- den zweiten I²C-Bus, er wird über QWIIC verbunden (Wire1)
Ein Testprogramm zeigt die verwendete Adresse an. Wenn du den ersten I2C-Bus abfragen willst, musst du jeweils Wire1 durch Wire ersetzen.
Das dazugehörige Programm. Wenn du den ersten I²C-Bus abfragen willst, musst du jeweils Wire1 durch Wire ersetzen.
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Benötigte Bibliothek
Funktionen der Bibliothek BME280
| Schlüsselwort | Aktion |
|---|---|
| begin() | BME280 starten |
| readTemperature() | Temperatur messen |
| readHumidity() | Luftfeuchtigkeit messen |
| readPressure() | Luftdruck messen |
| readAltitude(LuftdruckMeeresHoehe) | Höhe ermitteln |
Das Programm
Das Programm ermittelt die Messwerte für die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und die ungefähre Höhe. Diese wird aus der Gewichtskraft der Luftsäule, die auf einem Gegenstand steht, berechnet. Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1013,25 Hektopascal (hPa). Je höher der Ort der Messung, desto niedriger ist der Luftdruck.
So sieht es aus:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 | #include “Wire.h” #include “SPI.h” #include “Adafruit_Sensor.h” #include “Adafruit_BME280.h” // Luftdruck auf Meereshöhe #define LuftdruckMeeresHoehe (1013.25) // Name des Sensors Adafruit_BME280 bme; int Wartezeit = 5000; void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); delay(1000); // I2C über SCL/SDA oder A5/A4 // if (!bme.begin() // I2C über QWIIC-Verbindung // Adresse und Wire1-Bus if (!bme.begin(0x77, &Wire1)) { Serial.println(“Kein BME280-Modul gefunden”); while (true) ; } else Serial.println(“BME280-Modul gefunden”); Serial.println(); } void loop() { String Temperatur = String(bme.readTemperature()); Temperatur.replace(“.”, “,”); Serial.println(“Temperatur: ” + Temperatur + ” °C”); String Luftfeuchtigkeit = String(bme.readHumidity()); Luftfeuchtigkeit.replace(“.”, “,”); Serial.println(“Luftfeuchtigkeit: ” + Luftfeuchtigkeit + ” %”); String Luftdruck = String(bme.readPressure() / 100.0); Luftdruck.replace(“.”, “,”); Serial.println(“Luftdruck: ” + Luftdruck + ” hPa”); String Hoehe = String(bme.readAltitude(LuftdruckMeeresHoehe)); Hoehe.replace(“.”, “,”); Serial.println(“Ungefähre Höhe: ” + Hoehe + ” m”); Serial.println(); delay(Wartezeit); } |
Wetterstation im Browser anzeigen
Jetzt sollen die gemessenen Daten, Datum und Zeit in einem Browser angezeigt werden.
So sieht es aus:
Das Programm
Zusätzlich benötigte Bibliothek
Im Seriellen Monitor wird die verwendete IP-Adresse angezeigt. Diese Adresse musst du in einem Browser deiner Wahl eingeben.
Bibliotheken und Variable
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | #include “Wire.h” #include “SPI.h” #include “Adafruit_Sensor.h” #include “Adafruit_BME280.h” #include “WiFiS3.h” #include “NTP.h” // Luftdruck auf Meereshöhe #define LuftdruckMeeresHoehe (1013.25) // Name des BME280 Adafruit_BME280 bme; // SSID und Passwort des Routers char Router[] = “Router_SSID”; char Passwort[] = “xxxxxxxx”; WiFiServer WiFiServer(80); WiFiClient WiFiClient; WiFiUDP wifiUdp; NTP ntp(wifiUdp); |
Der setup-Teil
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 | void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); delay(1000); Serial.print(“Verbindung aufbauen mit ”); Serial.println(Router); WiFi.begin(Router, Passwort); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(200); Serial.print(“.”); } // Webserver starten WiFiServer.begin(); /* Zeitzone CEST: Central European Summertime Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden */ ntp.ruleDST(“CEST”, Last, Sun, Mar, 2, 120); // CET: Central European Time // Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde ntp.ruleSTD(“CET”, Last, Sun, Oct, 3, 60); // ntp starten ntp.begin(); // Zeit aktualisieren ntp.update(); // Zeit mit formatedTime() anzeigen: // %d = Tag, %m = Monat, %Y = Jahr, %T = Zeit in Stunden, Minuten, Sekunden Serial.println(ntp.formattedTime(“%d.%m.%Y Uhrzeit: %T”)); // I2C über SCL/SDA oder A5/A4 // if (!bme.begin() // I2C über QWIIC-Verbindung // Adresse und Wire1-Bus if (!bme.begin(0x77, &Wire1)) { Serial.println(“Kein BME280-Modul gefunden”); // while (true); } else Serial.println(“BME280-Modul gefunden”); Serial.println(); Serial.print(“IP Adresse Arduino DHCP: ”); Serial.println(WiFi.localIP()); } |
Der loop-Teil
Für die korrekte Darstellung im Browser sind kleine Änderungen nötig:
Zeile 75:
| ° -> ° |
|---|
Zeile 99:
| ä -> ä ö -> ö |
|---|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 | void loop() { WiFiClient = WiFiServer.available(); if (WiFiClient) { // Seite aufbauen wenn SeiteAufbauen true ist boolean SeiteAufbauen = true; while (WiFiClient.connected()) { if (WiFiClient.available()) { char Zeichen = WiFiClient.read(); if (Zeichen == ‘\n’ && SeiteAufbauen) { // HTTP-Anforderung senden WiFiClient.println(“HTTP/1.1 200 OK”); WiFiClient.println(“Content-Type: text/html”); // Leerzeile zwingend erforderlich WiFiClient.println(); /* HTML-Seite aufbauen die folgenden Anweisungen müssen mit print oder println gesendet werden println “verschönert” den Quelltext ” muss mit \” maskiert werden */ WiFiClient.println(“<!doctype html>”); WiFiClient.println(“<html>”); WiFiClient.println(“<body>”); // alle 60 Sekunden aktualisieren mit meta-Tag WiFiClient.println(“<meta http-equiv=\“refresh\” content=\“60\”>”); WiFiClient.println(“<h1> Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen</h1>”); WiFiClient.println(“<hr />”); WiFiClient.print(“<h2>Letzte Messung: ”); // Zeit aktualisieren ntp.update(); // formatedTime() zeigt Wochentage in englischer Sprache // -> müssen einzeln abgefragt werden switch (ntp.weekDay()) { case 0: WiFiClient.print(“Sonntag”); break; case 1: WiFiClient.print(“Montag”); break; case 2: WiFiClient.print(“Dienstag”); break; case 3: WiFiClient.print(“Mittwoch”); break; case 4: WiFiClient.print(“Donnerstag”); break; case 5: WiFiClient.print(“Freitag”); break; case 6: WiFiClient.print(“Samstag”); break; } WiFiClient.print(“, ”); WiFiClient.print(ntp.formattedTime(“%d.%m.%Y Uhrzeit: %T”)); WiFiClient.println(“</h2>”); WiFiClient.println(“<hr />”); // Temperatur String Temperatur = String(bme.readTemperature()); Temperatur.replace(“.”, “,”); WiFiClient.print(“<b>Temperatur:</b>”); WiFiClient.println(Temperatur + ” °C”); WiFiClient.println(“<br>”); // Luftfeuchtigkeit String Luftfeuchtigkeit = String(bme.readHumidity()); Luftfeuchtigkeit.replace(“.”, “,”); WiFiClient.print(“<b>Luftfeuchtigkeit:</b>”); WiFiClient.println(Luftfeuchtigkeit + ” %”); WiFiClient.println(“<br>”); // Luftdruck String Luftdruck = String(bme.readPressure() / 100); Luftdruck.replace(“.”, “,”); WiFiClient.print(“<b>Luftdruck:</b>”); WiFiClient.println(Luftdruck + ” hPa”); WiFiClient.println(“<br>”); // Höhe String Hoehe = String(bme.readAltitude(LuftdruckMeeresHoehe)); Hoehe.replace(“.”, “,”); WiFiClient.println(“<b>Ungefähre Höhe:</b>”); WiFiClient.println(Hoehe + ” m”); WiFiClient.println(“<hr>”); WiFiClient.println(“<form>”); // Button formatieren WiFiClient.print(“<input style=\“font-size:16pt; font-weight:bold;”); WiFiClient.print(“background-color:#55A96B;”); WiFiClient.print(“display:block; cursor:pointer;\“type=\“button\“”); WiFiClient.println(“ onClick =\“location.href=‘WiFi.localIP()’\” value=\“aktualisieren\”>”); WiFiClient.println(“</form>”); WiFiClient.println(“<hr />”); // IPs anzeigen WiFiClient.print(F(“<b>Eigene IP: ”)); WiFiClient.print(WiFiClient.remoteIP()); WiFiClient.print(F(“</b>”)); WiFiClient.print(F(“<br><b>IP Klient: ”)); WiFiClient.print(WiFi.localIP()); WiFiClient.print(F(“</b>”)); WiFiClient.println(“</b>”); WiFiClient.println(“</body>”); WiFiClient.print(“</html>”); // HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile WiFiClient.println(); // Seite vollständig geladen -> loop verlassen break; } if (Zeichen == ‘\n’) SeiteAufbauen = true; else if (Zeichen != ‘\r’) SeiteAufbauen = false; } } delay(1); WiFiClient.stop(); } } |
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