HTU21D 아두이노 온도 습도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

본 절은 [HTU21D] 아두이노 센서를 사용하기 위해 알아야 할 내용과 실습 방법에 대해 설명한다. 아두이노 센서의 특징, 동작원리, 사양, 연결 핀 배열, 출력 값, 주의사항을 알아본다. 아두이노와 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

목차

 

 

 

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HTU21D 아두이노 온도 습도 센서 (LCD16X2 키패드실드)

 

 

 

 

 

 

 

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HTU21D 센서란?

HTU21D (F)는 MEAS에서 온도를 출력하는 새로운 디지털 습도 센서다.  HTU21D (F) 디지털 온습도 센서는 신뢰할 수 있고 정확한 측정이 필요한 OEM 애플리케이션을 위한 전용 습도 및 온도 센서다. 날씨나 습도 제어 시스템과 같이 주변환경을 측정하고 데이터를 로그받는 어플리케이션에 적합하다.

 

 

다음은 센서의 데이터시트 파일이다. 

1899_HTU21D.pdf

0.96MB

 

 

 

• DFN 유형 패키지 : 크기와 인텔리전스 측면에서 새로운 표준을 설정하는이 제품은 3 x 3 x 0.9mm의 작은 설치 공간을 가진 리플로 납땜 가능한 DFN (Dual Flat No Lead) 패키지에 내장되어 있다.
• 상대 습도 및 온도 디지털 출력, I2C 인터페이스 : 이 센서는 디지털 I²C 형식으로 보정되고 선형화 된 신호를 제공한다.습도 및 온도 디지털 출력용 모듈을 사용하여 아두이노와 직접 인터페이스 할 수 있다.
• 낮은 전력 소비 : 센서는 센서는 저전력으로 운용되며, 공간 제약이 있는 대용량 및 비용에 민감한 애플리케이션을 위해 설계 되었다.
• 보정된 센서 : 모든 센서는 개별적으로 보정되고 테스트된다. 로트 식별이 센서에 인쇄되고 전자 식별 코드가 칩에 저장되어 명령으로 읽을 수 있다.
• 빠른 응답 시간 
• 배터리 부족을 감지 할 수 있으며 체크섬은 통신 신뢰성을 향상시킨다.이러한 디지털 습도 센서의 해상도는 명령으로 변경할 수 있다 (RH / T의 경우 8/12 비트에서 최대 12/14 비트).

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HTU21D 아두이노 센서 특징

HTU21D 센서의 특징은 다음과 같다. 

 

• 전원 공급 장치 : 1.5V-3.6V
• 습도 측정 범위 : 0-100 % RH
• 온도 측정 범위 : -40degree105degree
• 맥스. 전력 소비 : 2.7uW
• 통신 : I2C
• 습도 정밀도 (10 % RH ~ 95 % RH) : HTU21D ± 2 % RH
• 습도 지연 : +/- 1 % RH
• 측정 시간 : 50ms
• 년 드리프트 : -0.5 % RH / 년
• 응답 시간 : 5 초
• 크기 : 1.5x1.5cm (약)

 

 

 

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HTU21D 센서 동작 원리

HTU21D는 저렴하고 사용하기 쉬우 며 매우 정확한 디지털 습도 및 온도 센서다. 이 센서는 환경 감지 및 데이터 로깅에 이상적이며 기상 관측소 또는 휴 미도 제어 시스템에 적합하다. I2C 통신을위한 두 개의 라인 만 있으면 된다. 또한 상대 습도 판독 값과 매우 정확한 온도 판독 값이 제공된다. 

 

 

 

 

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HTU21D 센서 구입하기

[HTU21D 센서]는 알리익스프레스, 네이버 쇼핑몰, 아마존 등에서 센서를 구입할 수 있다

 

 

 

 

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HTU21D 센서 하드웨어 연결

다음과 같이 HTU21D 아두이노 센서를 연결할 수 있다.   센서를 사용하기 시작하기 위해 연결해야 하는 핀은 4 개뿐이다. 하나는 VCC 용, 하나는 GND 용, 두 개의 데이터 라인은 I2C 통신용이다. 이 브레이크 아웃 보드에는 I2C 통신을위한 4.7k 풀업 저항이 내장되어 있다. 동일한 버스에 여러 I2C 장치를 연결하는 경우 이러한 저항을 비활성화 할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

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HTU21D 센서 소프트웨어 코딩

하드웨어 연결이 완료되면, 아두이노 IDE를 이용해 아두이노 센서 소스코드를 코딩할 수 있다. 

 

센서 코드는 다음과 같다. 

/*
  htu Humidity Sensor

   @ 모두의 아두이노 환경 센서 (Arduino Sensors for Everyone)
      https://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=18030644
   @ author STEAMEDU123 <steamedu123@gmail.com>
*/

#include <Wire.h>
#include "SparkFunHTU21D.h"
#include <LiquidCrystal.h>


HTU21D htu;
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

void setup()
{
  lcd.begin(16, 2);
  htu.begin();
}

void loop()
{
  float h = htu.readHumidity();
  float t = htu.readTemperature();

  displayLCD(h, t);
  delay(1000);
}


//----------------------- Display Sensor -------------------------------------------

void displayLCD(float h, float t) {
  lcd.clear();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp:");
  lcd.print(t);
  lcd.print(" C");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Humi:");
  lcd.print(h);
  lcd.print(" %");

}

 

다음은 소스의 구조를 보여준다.

 

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HTU21D 센서 동작확인

하드웨어 연결, 소프트웨어 코딩이 완료되면 다음과 같이 동작 화면을 확인할 수 있다. 

 

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개발환경 : WINDOWS 10 
아두이노 IDE : 1.8.13 
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01 연결
 - 아두이노와 PC 연결 
 - 아두이노 IDE 실행 
 - 메뉴 → 툴 → 보드:아두이노 UNO 확인 
  - 메뉴 → 스케치 → 확인/컴파일 

02 컴파일 확인 

스케치>확인/컴파일(CTRL+R) 를 선택해서 컴파일을 진행한다.

 

 

 

만약 컴파일 에러가 발생한다면 다음과 같이 라이브러리를 설치한다. 

 

 

03 아두이노 우노 업로드 

컴파일이 이상없이 완료되면 스케치>업로드(CTRL+U) 를 선택해서 컴파일 파일을 업로드 한다. 

04 동작 확인

다음과 같이 동작을 확인할 수 있다. 

 

https://youtu.be/L1DgM-7nS4o

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마무리

아두이노와 HTU21D 센서를 연결하고, 간단한 코딩으로 센서를 쉽게 실습할 수 있다. 

 

 

 

 

 

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모두의 아두이노 환경 센서 책

[모두의 아두이노 환경 센서] 책은 예스24, 인터넷 교보문고, 알라딘, 인터파크도서, 영풍문고, 반디앤루니스 , 도서11번가 등에서 구입할 수 있다. 이 책에서는 PMS7003, GP2Y1010AU0F, PPD42NS, SDS011 미세먼지 센서, DHT22 온습도 센서, MH-Z19B 이산화탄소 센서, ZE08-CH2O 포름알데히드 센서, CCS811 총휘발성유기화합물 TVOC, GDK101 방사선(감마선) 센서, MQ-131 오존(O3) 센서, MQ-7 일산화탄소, MICS-4514 이산화질소 센서, MICS-6814 암모니아 센서, DGS-SO2 아황산가스(SO2) 센서, BME280 기압 센서, GUVA-S12SD 자외선(UV) 센서, MD0550 기류 센서, QS-FS01 풍속 센서(Wind speed) 를 사용한다.  

모두의 아두이노 환경 센서