树莓派5温控项目开发准备工作
一、准备工作
计划所需要的功能模块,并了解硬件功能。
开发平台,基于PI5开发温控,通用串口屏实现交互,通过设定温度与控制温度,实现自动加温停止温度控制功能。
二、硬件准备清单
1. 核心硬件
AHT10
引脚定义、接口说明:
加热片模块
【尺寸】:41.6x12.1x11.6mm(长x宽x高)
【工作电压】:5V
【工作温度】:-40~85℃
【工作方式】:输入低电平或接地信号,加热片工作
【产品特点】
1、采用 5VPTC 恒温发热片
2、放置在容器外部进行加热使用,切勿将加热片置于液体之中进行使用
3、自带电源指示灯
4、提供 3mm 固定安装螺丝孔
5V加热片:
产品名称:PTC加热片
产品尺寸:12*8*3MM
加热材质:PTC陶瓷发热片
引线材质:耐高温导线
引线长度:15CM
温度误差:24°C室温下士10°C
直流电机小风扇模块:
工作电压:3.3V-5V
信号电平:0V-5V
最大转速:3500RPM
工作温度:-20℃-80℃
定位方式:M3 螺丝
重量:50.88g
模块尺寸:40mm *30mm
引脚功能:
串口屏:
PI5:
2.硬件工作原理及原理图
AHT10
温湿度测量功能
高精度测量
温度测量精度可达±0.3°C,湿度测量精度可达±2% RH(相对湿度),能够满足大多数环境监测需求。
温度测量范围为-40°C至+85°C,湿度测量范围为0% RH至100% RH,适应多种极端环境。
快速响应
传感器具有较快的响应时间,能够实时捕捉环境温湿度的变化,适用于动态环境监测。
数字输出与接口
I²C数字接口
AHT10通过I²C总线与主控芯片通信,简化了硬件连接和系统集成。
标定数据输出
传感器输出经过工厂校准的数字信号,用户无需额外校准即可直接使用,降低了开发难度。
低功耗设计
低功耗模式
在测量模式下,AHT10的工作电流小于0.5 mA,适合电池供电的设备,如智能家居产品。
节能运行
传感器支持低功耗运行模式,延长了设备的使用寿命。
加热片模块
作为加热部件,在恒温控制系统中具有重要作用,加热片模块通过电转热原理实现加热,其发热层具有一定的柔性,可进行弯折调节,能满足不同形状和空间的加热需求。
恒温控制,该模块可与控制单元配合,实现恒温控制,不过这里只是演示。在恒温加热控制系统中,控制单元接收温度测量模块的数据信息,并通过IO模块发送控制信息至ST021加热片模块,用于对目标物体进行加热,通过温度查询反馈和PWM调节,使目标物体达到恒温状态。
直流电机小风扇模块
驱动方式与调速功能,采用直流电压驱动,通过PWM(脉冲宽度调制)信号实现无级调速。使用PI5微控制器可通过PWM控制风扇转速,占空比越大转速越快,这里固定转速,不调节。
部分模块支持三档转速调节,通过按键切换不同档位,适用于需灵活控制风速的场景。
接口与控制方式
接口形式多样,3P排针(GND、VCC、DIN)或PH2.0接口,支持数字信号控制。
可通过MPY通过GPIO高低电平控制风扇启停,或通过PWM端口调节转速。
陶晶阤串口屏
硬件连接与通信基础,陶晶驰串口屏通常支持TTL/232接口,方便与各种MCU(微控制器单元)进行交互。它通过串口UART与主控设备建立物理连接,一般至少需要TXD(发送数据线)和RXD(接收数据线)两根信号线。
通信协议,采用特定的通信协议进行数据交互,开发者需遵循特定的帧结构定义。数据帧可能包含起始位、地址字段、长度字节、实际负载区(包含具体的操作码及其参数列表)和校验值等部分,以确保数据传输的准确性和可靠性。
USART HMI软件:陶晶驰提供了USART HMI软件,支持类似C语言的编程语言,具有清晰的层次和强大的处理能力。开发者可以使用该软件进行可视化设计界面,拖拽控件按钮、文本框、进度条等,生成UI文件,并通过SD卡或串口下载到屏幕。
陶晶驰在官网、资料中心、公众号等多个渠道提供丰富的上位机学习资料、各个行业的应用UI以及示例代码,方便开发者快速上手和进行二次开发。
PI5就略过,后面介绍
总结:
树莓派 5 温控项目开发准备工作涉及多方面。在功能模块规划上,要基于树莓派 5 开发温控系统,借助通用串口屏实现交互,达成设定温度与控制温度,实现自动加温及停止温度控制功能。硬件准备清单丰富,核心硬件有 AHT10 温湿度传感器,具备高精度测量、快速响应、I²C 数字接口、低功耗等特性;加热片模块通过电转热实现加热,可配合控制单元恒温控制;直流电机小风扇模块采用直流电压驱动,支持 PWM 无级调速,这里固定转速;陶晶驰串口屏支持 TTL/232 接口,通过串口与主控设备交互,有特定通信协议,还提供 USART HMI 软件,方便可视化设计界面,且官方提供丰富学习资料、应用 UI 及示例代码。这些硬件各有特点,为项目开发提供了坚实基础,后续可围绕这些硬件展开具体开发与调试工作 。