Temperaturanzeige auf einem LCD mit einem ESP32-Wroom – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

8 Minuten

Ziel des Projekts

Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden wahlweise mit einem SHT20, einem DHT11 oder einem DHT22 gemessen. Alle Werte werden im Seriellen Monitor ausgegeben, auf dem LCD können nur die Daten eines Sensors angezeigt werden. Der ESP32-Wroom verbindet sich über WiFi mit einem Zeitserver und zeigt das aktuelle Datum und die aktuelle Zeit an.

Hier gibt es die Lösung für den ⇒SHT40.

Benötigte Bauteile

Temperatursensor SHT20, DHT11 oder DHT22
4-zeiliges LCD mit I²C-Schnittstelle 20×4
Leitungsdrähte

Board installieren

Board ESP32-Wroom

Der Schaltplan

(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen)

Das Programm

Bibliotheken und Variablen

/*
  WiFi.h   -> WiFi-Verbindungen herstellen
  time.h   -> Zeitfunktionen bereitstellen
  SHT2x.h  -> Messfunktionen für den Sensor SHT20
  LCDIC2.h -> Anzeige auf LCD mit I2C-Schnittstelle
  DHT.h    -> Messfunktionen für die Sensoren DHT11/DHT22
*/
#include "WiFi.h"
#include "time.h"
#include "SHT2x.h"
#include "LCDIC2.h"
#include "DHT.h"

// Pin des DHT-Sensors
int SENSOR_DHT = 4;

// Sensortyp festlegen
// DHT22
#define SensorTyp DHT22 

// DHT11
// #define SensorTyp DHT11

// dht-Sensor einen Namen und Typ zuweisen
DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp); 

// Router-SSID und Passwort
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool für Deutschland
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
// Zeit -> Name der Struktur
tm Zeit;

// Kommunikation des Servers über den Standardport 80
WiFiServer Server(80);

// Name des Klienten
WiFiClient Client;

// 4-zeiliges LCD
LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// ESP32 I2C-Pins
#define SDA 21
#define SCL 22

// sht Wire zuordnen
SHT2x sht(&Wire);

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben
// statischeIP = true -> statische IP festlegen
// ip und gateway müssen an das lokale Netz angepasst werden
bool statischeIP = true;
IPAddress ip(192, 168, 1, 200);
IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

/*
  öffentliche DNS-Server
  -----------------------------------------------
  OpenDNS 208, 67, 222, 222 (USA)
  Google 8, 8, 8, 8 (USA)
  Cloudfare 1, 1, 1, 1 (USA)
  DNSWWatch 84.200.69.80 (Deutschland)
  Quad9 9, 9, 9, 9 (Schweiz)
  Neustar UltraDNS 56, 154, 70, 3 (USA, gefiltert)
  Deutsche Telekom 217, 5,100,185
  ------------------------------------------------
  oder die im Router eingetragene IP
  im Beispiel: 192, 168, 1, 20
*/
IPAddress primaryDNS(192, 168, 1, 20);
IPAddress secondaryDNS(9, 9, 9, 9);

100

WiFi.h -> WiFi-Verbindungen herstellen

time.h -> Zeitfunktionen bereitstellen

SHT2x.h -> Messfunktionen für den Sensor SHT20

LCDIC2.h -> Anzeige auf LCD mit I2C-Schnittstelle

DHT.h -> Messfunktionen für die Sensoren DHT11/DHT22

#include "WiFi.h"

#include "time.h"

#include "SHT2x.h"

#include "LCDIC2.h"

#include "DHT.h"

// Pin des DHT-Sensors

int SENSOR_DHT = 4;

// Sensortyp festlegen

// DHT22

#define SensorTyp DHT22

// DHT11

// #define SensorTyp DHT11

// dht-Sensor einen Namen und Typ zuweisen

DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// Router-SSID und Passwort

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool für Deutschland

#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

Liste der Zeitzonen

https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv

Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück

CEST = Central European Summer Time von

M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr

bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr

time_t aktuelleZeit;

Struktur tm

tm_hour -> Stunde: 0 bis 23

tm_min -> Minuten: 0 bis 59

tm_sec -> Sekunden 0 bis 59

tm_mday -> Tag 1 bis 31

tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)

tm_year -> Jahre seit 1900

tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres

tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)

// Zeit -> Name der Struktur

tm Zeit;

// Kommunikation des Servers über den Standardport 80

WiFiServer Server(80);

// Name des Klienten

WiFiClient Client;

// 4-zeiliges LCD

LCDIC2 lcd(0x27, 20, 4);

// ESP32 I2C-Pins

#define SDA 21

#define SCL 22

// sht Wire zuordnen

SHT2x sht(&Wire);

// statischeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben

// statischeIP = true -> statische IP festlegen

// ip und gateway müssen an das lokale Netz angepasst werden

bool statischeIP = true;

IPAddress ip(192, 168, 1, 200);

IPAddress gateway(192, 168, 1, 1);

IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);

öffentliche DNS-Server

-----------------------------------------------

OpenDNS 208, 67, 222, 222 (USA)

Google 8, 8, 8, 8 (USA)

Cloudfare 1, 1, 1, 1 (USA)

DNSWWatch 84.200.69.80 (Deutschland)

Quad9 9, 9, 9, 9 (Schweiz)

Neustar UltraDNS 56, 154, 70, 3 (USA, gefiltert)

Deutsche Telekom 217, 5,100,185

------------------------------------------------

oder die im Router eingetragene IP

im Beispiel: 192, 168, 1, 20

IPAddress primaryDNS(192, 168, 1, 20);

IPAddress secondaryDNS(9, 9, 9, 9);

Der setup-Teil

void setup()
{
  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

  Serial.begin(9600);

  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial);
  delay(500);

  // WiFi starten
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(Router, Passwort);
    
  // statische IP vergeben
  if (statischeIP) 
  {
    WiFi.config(ip, gateway, subnet, primaryDNS, secondaryDNS); 
    Serial.print("Verbunden mit ");
    Serial.println(Router);

    // IP anzeigen
    Serial.print("IP: ");
    Serial.println(ip);
  }

  // IP über DHCP ermitteln
  else
  {
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
    {
      delay(200);
      Serial.print(".");
    }
    Serial.println();
    Serial.print("Verbunden mit ");
    Serial.println(Router);
    Serial.print("IP: ");
    Serial.println(WiFi.localIP());
  }

  // Wire mit den Parametern für I2C starten
  Wire.begin(SDA, SCL);

  // sht-Sensor startem
  sht.begin();

  // dht-Sensor starten
  dht.begin();

  // LCD starten
  lcd.begin();

  // Cursor "verstecken"
  lcd.setCursor(false);
}

Der loop-Teil

void loop() 
{
  // aktuelle Zeit holen
  time(&aktuelleZeit);

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  lcd.setCursor(0, 0);

  // es kann bis zu 60 Sekunden dauern 
  // bis die Zeit ermittelt wird
  // Tag: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mday < 10) 
  {
    Serial.print("0");
    lcd.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_mday);
  lcd.print(String(Zeit.tm_mday));

  Serial.print(".");
  lcd.print(".");

  // Monat: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mon < 10) 
  {
    Serial.print("0");
    lcd.print("0");
  }

  // Zählung beginnt mit 0 -> +1
  Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
  lcd.print(String(Zeit.tm_mon + 1));
  Serial.print(".");
  lcd.print(". ");

  // Anzahl Jahre seit 1900
  Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);
  Serial.print(" ");

  // Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen
  if (Zeit.tm_hour < 10) 
  {
    Serial.print("0");
    lcd.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_hour);
  Serial.print(":");
  lcd.print(String(Zeit.tm_hour));
  lcd.print(":");

  // Minuten
  if (Zeit.tm_min < 10) 
  {
    Serial.print("0");
    lcd.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_min);
  lcd.print(String(Zeit.tm_min));

  Serial.print(":");
  lcd.print(":");

  // Sekunden
  if (Zeit.tm_sec < 10) 
  {
    Serial.print("0");
    lcd.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_sec);
  lcd.print(String(Zeit.tm_sec));

  Serial.println();

  // sht-Sensor lesen
  sht.read();

  // gelesene Temperatur sht in String mit 2 Nachkommastellen umwandeln
  String gemesseneTemperaturSHT = String(sht.getTemperature(), 2);

  // . durch , ersetzen
  gemesseneTemperaturSHT.replace(".", ",");

  // gemessene Luftfeuchtigkeit sht in String mit 2 Nachkommastellen umwandeln
  String gemesseneLuftfeuchtigkeitSHT = String(sht.getHumidity(), 2);

  // . durch , ersetzen
  gemesseneLuftfeuchtigkeitSHT.replace(".", ",");

  // gemessene Temperatur dht in String umwandeln 
  String gemesseneTemperaturDHT = String(dht.readTemperature());

  // . durch , ersetzen
  gemesseneTemperaturDHT.replace(".", ",");

  // gemessene Luftfeuchtigkeit dht in String umwandeln 
  String gemesseneLuftfeuchtigkeitDHT = String(dht.readHumidity());

  // . durch , ersetzen
  gemesseneLuftfeuchtigkeitDHT.replace(".", ",");

  // Temperatur/Luftfeuchtigkeit sht anzeigen
  Serial.println("Temperatur SHT: " + gemesseneTemperaturSHT + "°C");
  Serial.println("Luftfeuchtigkeit SHT : " + gemesseneLuftfeuchtigkeitSHT + "%");

  // Temperatur/Luftfeuchtigkeit dht anzeigen
  Serial.println("Temperatur DHT: " + gemesseneTemperaturDHT + "°C");
  Serial.println("Luftfeuchtigkeit DHT : " + gemesseneLuftfeuchtigkeitDHT+ "%");
  Serial.println("--------------------------------");

  // Ausgabe auf dem LCD sht
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Temperatur: ");
  lcd.print(gemesseneTemperaturSHT + "\337C");
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("Luftfeuchtigkeit:");
  lcd.setCursor(0, 3);
  lcd.print(gemesseneLuftfeuchtigkeitSHT + "%");

  /*
    Ausgabe auf dem LCD dht
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Temperatur: ");
    lcd.print(gemesseneTemperaturDHT + "\337C");
    lcd.setCursor(0, 2);
    lcd.print("Luftfeuchtigkeit:");
    lcd.setCursor(0, 3);
    lcd.print(gemesseneLuftfeuchtigkeitDHT + "%");
  */
  // alle 30 Sekunden aktualisieren
  delay(30000);
}