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【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】温湿度信息检测仪表盘

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HonestQiao|  楼主 | 2023-12-12 14:07 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
检测仪, NUC, Nucleo, 温湿度, 仪表, 仪表盘
#申请原创#
在之前的文章中，分享了 【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】驱动DFRobot高清彩屏使用lvgl显示动态仪表盘，这篇文章在此基础上，获取SHT3x温湿度传感器的信息，然后使用仪表盘显示温湿度信息。
一、硬件连接

1. 1.47 英寸 172×320 IPS LCD 高清显示屏，参考上述 【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】驱动DFRobot高清彩屏使用lvgl显示动态仪表盘 连接即可：




2. SHT3x温湿度传感器
我使用的SHT3x是维特智能SHT30传感器模块：

这个温湿度传感器，支持串口通讯，也支持IIC接口通讯。
在之前分享的 【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】无需移植使用lvgl驱动SSD1306 OLED显示中英文和绘图中，使用过IIC接口，那么这里，也急需使用IIC接口，来存SHT30读取数据。

参考之前的连接方式：



将SHT30的IIC接口和NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板上Arduino兼容接口的IIC接口连接即可。
供电部分，注意使用的SHT30需要的供电电压。我使用的这个是3.3v、5V通用的。

二、驱动处理
1. 显示驱动
显示部分，在 【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】驱动DFRobot高清彩屏使用lvgl显示动态仪表盘 已经详细说明过。

2. SHT30驱动
因为使用的是Arduino兼容接口，Zephyr本身已经有SHT30的驱动，我们只需要做一个NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板对应的 overlay 定义即可。
具体文件：samples/sensor/sht3xd/boards/nucleo_u5a5zj_q.overlay
复制
#include <zephyr/dt-bindings/led/led.h>



&arduino_i2c {

        sht3xd: sht3xd@44 {

                compatible = "sensirion,sht3xd";

                reg = <0x44>;

                alert-gpios = <&gpioa 9 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

        };

};



/ {

        aliases {

                sht3xd = &sht3xd;

        };

};
这个定义的含义，是指 定义了一个 sht3xd 设备，使用预定义的 arduino_i2c 接口，设备IIC地址为 0x44

三、基础测试
上述overlay处理好以后，就可以直接使用 samples/sensor/sht3xd 实例了。
代码中，读取温湿度信息的核心代码如下：
复制
  rc = sensor_sample_fetch(sht3x_dev);

                if (rc == 0) {

                        rc = sensor_channel_get(sht3x_dev, SENSOR_CHAN_AMBIENT_TEMP,

                                                &temp);

                }

                if (rc == 0) {

                        rc = sensor_channel_get(sht3x_dev, SENSOR_CHAN_HUMIDITY,

                                                &hum);

                }

                if (rc != 0) {

                        printf("SHT3XD: failed: %d\n", rc);

                        continue;

                }



                printf("SHT3XD: %.2f Cel ; %0.2f %%RH\n",

                       sensor_value_to_double(&temp),

                       sensor_value_to_double(&hum));
其逻辑较为简单，具体如下：
  • 使用 sensor_sample_fetch 通知sht30进行数据采样
  • 使用 sensor_channel_get 获取温度信息
  • 使用 sensor_channel_get 获取湿度信息
  • 打印出来



现在，编译上述实例进行测试，编译命令如下：
复制
west build -b nucleo_u5a5zj_q samples/sensor/sht3xd
编译通过后，下载到 NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板 开发板，然后使用串口工具连接到开发板挂接的串口，就能看到温湿度信息的输出了：



四、在屏幕上显示两个仪表盘
因为需要同时显示温度和湿度信息，我们需要在屏幕上，显示两个仪表盘，在  【NUCLEO-U5A5ZJ-Q测评】驱动DFRobot高清彩屏使用lvgl显示动态仪表盘 的基础上，我们只需要做如下的处理即可：
1. 生成中文字体文件：
复制
lv_font_conv --no-compress --format lvgl --font $ttf_path -o opposans_m_16_sht3x.c --bpp 4 --size 16 -r 0x20-0x7F --symbols "温度湿度"


2. 预定义：
复制
LV_FONT_DECLARE(opposans_m_16_sht3x);



static lv_obj_t * meter;

static lv_obj_t * meter2;

static lv_meter_indicator_t * indic;

static lv_meter_indicator_t * indic2;

static lv_style_t label_style_cn;
上述代码定义了使用的字体文件，以及两个仪表盘，以及仪表盘对应的指示器。

3. 温度仪表盘
复制
void lv_example_sht3x_temp(void)

{

    meter = lv_meter_create(lv_scr_act());

        lv_obj_align(meter, LV_ALIGN_CENTER, 0, -80);

    lv_obj_set_size(meter, 150, 150);



    /*Add a scale first*/

    lv_meter_scale_t * scale = lv_meter_add_scale(meter);

    lv_meter_set_scale_ticks(meter, scale, 41, 2, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY));

    lv_meter_set_scale_major_ticks(meter, scale, 8, 4, 15, lv_color_black(), 10);



    // lv_meter_indicator_t * indic;

        lv_meter_set_scale_range(meter, scale, -40, 60, 270, 90);



    /*零下*/

    indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, -40);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, -10);



    /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/

    indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE),

                                     false, 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, -40);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, -10);



    // /*零上*/

    // indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_YELLOW), 0);

    // lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 0);

    // lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 18);



    // /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/

    // indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_YELLOW), lv_palette_main(LV_PALETTE_YELLOW),

    //                                  false, 0);

    // lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 0);

    // lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 18);



    /*舒适*/

    indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 17);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 27);



    /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/

    indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN),

                                     false, 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 17);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 27);



    /*高温*/

    indic = lv_meter_add_arc(meter, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 35);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 60);



    /*Make the tick lines red at the end of the scale*/

    indic = lv_meter_add_scale_lines(meter, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), false,

                                     0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter, indic, 35);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter, indic, 60);



    /*Add a needle line indicator*/

    indic = lv_meter_add_needle_line(meter, scale, 4, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY), -10);



        lv_obj_t *temp_label;

        temp_label = lv_label_create(lv_scr_act());

        lv_label_set_text(temp_label, "温度");

        lv_obj_align(temp_label, LV_ALIGN_CENTER, 40, -50);

        lv_obj_add_style(temp_label, &label_style_cn, LV_PART_MAIN);                // 应用效果风格

}


在温度仪表盘中：
  • 定义了从零下40度到零上60度的范围
  • 零下40度到零下10度，为蓝色超冷区域
  • 零上17度到27度，为绿色合适温度区域
  • 零上35度到60度，为红色超热温度区域
  • 合适的区域显示“温度”标签


4. 湿度仪表盘
复制
void lv_example_sht3x_humi(void)

{

    meter2 = lv_meter_create(lv_scr_act());

        lv_obj_align(meter2, LV_ALIGN_CENTER, 0, 80);

    lv_obj_set_size(meter2, 150, 150);



    /*Add a scale first*/

    lv_meter_scale_t * scale = lv_meter_add_scale(meter2);

    lv_meter_set_scale_ticks(meter2, scale, 41, 2, 10, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY));

    lv_meter_set_scale_major_ticks(meter2, scale, 8, 4, 15, lv_color_black(), 10);



    // lv_meter_indicator_t * indic2;

        lv_meter_set_scale_range(meter2, scale, 0, 100, 270, 90);



    /*较低*/

    indic2 = lv_meter_add_arc(meter2, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter2, indic2, 0);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter2, indic2, 20);



    /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/

    indic2 = lv_meter_add_scale_lines(meter2, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE), lv_palette_main(LV_PALETTE_BLUE),

                                     false, 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter2, indic2, 0);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter2, indic2, 20);



    /*合适*/

    indic2 = lv_meter_add_arc(meter2, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter2, indic2, 40);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter2, indic2, 60);



    /*Make the tick lines blue at the start of the scale*/

    indic2 = lv_meter_add_scale_lines(meter2, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN), lv_palette_main(LV_PALETTE_GREEN),

                                     false, 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter2, indic2, 40);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter2, indic2, 60);



    /*高温较高*/

    indic2 = lv_meter_add_arc(meter2, scale, 3, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), 0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter2, indic2, 80);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter2, indic2, 100);



    /*Make the tick lines red at the end of the scale*/

    indic2 = lv_meter_add_scale_lines(meter2, scale, lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), lv_palette_main(LV_PALETTE_RED), false,

                                     0);

    lv_meter_set_indicator_start_value(meter2, indic2, 80);

    lv_meter_set_indicator_end_value(meter2, indic2, 100);



    /*Add a needle line indicator*/

    indic2 = lv_meter_add_needle_line(meter2, scale, 4, lv_palette_main(LV_PALETTE_GREY), -10);



        lv_obj_t *humi_label;

        humi_label = lv_label_create(lv_scr_act());

        lv_label_set_text(humi_label, "湿度");

        lv_obj_align(humi_label, LV_ALIGN_CENTER, 40, 110);

        lv_obj_add_style(humi_label, &label_style_cn, LV_PART_MAIN);                // 应用效果风格

}



在湿度仪表盘中：
  • 定义了从0到100的范围
  • 0到20，为蓝色干燥区域
  • 40到60，为绿色合适湿度区域
  • 80~100，为红色超湿温度区域
  • 合适的区域显示“湿度”标签



然后，在主代码中，使用下面的代码，来绘制上述两个仪表盘：
复制
 lv_obj_clean(lv_scr_act());

        lv_example_sht3x_temp();

        lv_example_sht3x_humi();



        while(1) {

                lv_task_handler();



                k_sleep(K_MSEC(5000));

        }


最终的实际效果如下：



五、结合温湿度传感器的数据，更新到仪表盘
上面已经显示了两个仪表盘，下一步，把温湿度信息给整合进来即可。
1. prj.conf处理
首先，需要在prj.conf中添加sht3x的配置：
复制
# sht3x

CONFIG_I2C=y

CONFIG_SENSOR=y

CONFIG_CBPRINTF_FP_SUPPORT=y


2. main.c代码处理
头文件调用部分添加：
复制
#include <zephyr/drivers/sensor.h>


main()部分设备初始化检查：
复制
 const struct device *const sht3x_dev = DEVICE_DT_GET_ONE(sensirion_sht3xd);

        int rc;



        if (!device_is_ready(sht3x_dev)) {

                printf("Device %s is not ready\n", sht3x_dev->name);

                return 0;

        }


while循环部分读取温湿度信息，并更新到仪表盘：
复制
 struct sensor_value temp, hum;

        while(1) {

                rc = sensor_sample_fetch(sht3x_dev);

                if (rc == 0) {

                        rc = sensor_channel_get(sht3x_dev, SENSOR_CHAN_AMBIENT_TEMP,

                                                &temp);

                }

                if (rc == 0) {

                        rc = sensor_channel_get(sht3x_dev, SENSOR_CHAN_HUMIDITY,

                                                &hum);

                }

                if (rc != 0) {

                        printf("SHT3XD: failed: %d\n", rc);

                        continue;

                }



                printf("SHT3XD: %.2f Cel ; %0.2f %%RH\n",

                       sensor_value_to_double(&temp),

                       sensor_value_to_double(&hum));



                lv_meter_set_indicator_value(meter, indic, sensor_value_to_double(&temp));

                lv_meter_set_indicator_value(meter2, indic2, sensor_value_to_double(&hum));

                lv_task_handler();



                k_sleep(K_MSEC(5000));

        }


在上述代码中，参考sht3xd实例读取出来温湿度数据，然后使用 lv_meter_set_indicator_value 更新仪表盘的value即可。

在室内环境的情况下，具体呈现结果：


对着SHT30哈气后，湿度上升：


六、总结
感觉在NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板上进行相关的开发，真是的太方便了。
得益于良好的结构设计，以及Zephyr的支持，上诉温湿度信息仪表盘显示的效果非常的好。
后面会继续尝试，连接更多的传感器，制作更丰富的呈现界面。
此文章已获得独家原创/原创奖标签，著作权归21ic所有，未经允许禁止转载。

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沙发
AloneKaven| | 2024-1-12 16:38 | 只看该作者
这个模块也带湿度检测吗

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板凳
HonestQiao|  楼主 | 2024-2-1 15:19 | 只看该作者
AloneKaven 发表于 2024-1-12 16:38
这个模块也带湿度检测吗

不带啊，自备的

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