سنسور اندازه گیری رطوبت HR202

معرفی سنسور رطوبت HR202

سنسور HR202 یک سنسور رطوبت نسبی برای استفاده در محیط‌های باز و بسته است. برخلاف سایر سنسورهای رطوبتی، HR202 به صورت مستقیم رطوبت را اندازه‌گیری نمی‌کند، بلکه بر اساس تغییرات مقاومت الکتریکی اتاقک هیدروسکوپیک (Hygroscopic Chamber) در داخل سنسور، رطوبت را اندازه‌گیری می‌کند.  جهت خواندن دیتا از سنسور از پایه آنالوگ استفاده می‌کنیم. در حال حاضر این ماژول با دو مدل ۳ پایه و ۴ پایه معرفی شده است. درمدل ۳ پایه به ترتیب پایه ها VCC, GND, D0 و پایه ها در سنسور ۴ پایه VCC, GND, Analog, Digital است. بر روی ماژول یک مولتی ترن جهت تنظیم حساسیت سنسور قرار گرفته شده است. به محض اعمال ولتاژ به سنسور رطوبت اندازه گیری شده و قابل مشاهده است. مقادیر دریافتی سنسور با توجه به اینکه از ADC استفاده می‌کنیم، با توجه به نوع میکروکنترلر مورد استفاده متفاوت است و در صورتیکه از برد آردوینو UNO استفاده کنیم این عدد بین ۰ تا ۱۰۲۳ تغییر خواهد کرد. با تغییر حساسیت سنسور عدد اندازه گیری شده بین ۰ تا ۱۰۲۳ می‌باشد. ولتاژ ورودی سنسور ۳ تا ۵ ولت و رنج اندازه گیری رطوبت ۲۰ تا ۹۵ درصد است. دمای اندازه گیری شده بین ۰ تا ۶۰ درجه می‌باشد. بر روی ماژول دو ال ای دی قرار دارد که یکی برای نمایش ولتاژ اعمالی به سنسور و دیگری خروجی دیجیتال است که با رسیدن به بالاترین میزان خود سبز رنگ شده و روشن می‌شود. خروجی سنسور به صورت دیجیتال و آنالوگ توسط تراشه LM393 در دسترس است. 

ویژگی های سنسور رطوبت HR202

• ولتاژ عملیاتی: 5 ولت DC
• محدوده اندازه‌گیری: 20-90 درصد رطوبت نسبی
• دقت اندازه‌گیری: ±5 درصد
• خروجی: آنالوگ، با محدوده 0.4 تا 2 ولت
• مقاومت خروجی: 33 کیلو اهم
• دمای عملیاتی: -30 تا 70 درجه سانتی‌گراد

بررسی پایه های سنسور HR202

ماژول سنسور رطوبت نسبی HR202 دارای ۴ پایه است. پایه های ماژول و عملکرد هر یک به شرح زیر است:

• پایه VCC: این پایه برای اتصال به منبع تغذیه ۵ ولت استفاده می‌شود.
• پایه GND: این پایه برای اتصال به منبع گراند استفاده می‌شود.
• پایه DO: خروجی دیجیتالی سنسور که در صورتی که رطوبت نسبی بیشتر از مقدار تنظیم شده باشد به حالت HIGH و در غیر این صورت به حالت LOW تغییر می‌کند.
•  پایه AO: خروجی آنالوگ سنسور که ولتاژ خروجی بین ۰.۴ تا ۲ ولت است که با توجه به مقدار رطوبت نسبی در تغییر می‌کند.

لازم به ذکر است که برای استفاده از سنسور HR202، علاوه بر اتصال پایه‌ها به منابع تغذیه و گراند، پایه های DO و AO نیز به ورودی‌های دیجیتال و آنالوگ میکروکنترلر یا برد آردوینو وصل می‌شوند.

به همراه ماژول HR202 چه اقلامی باید خریداری شود؟

• برد آردوینو و یا سایر میکروکنترلرها مانند ESP32, ESP8266, RP2040 
• سنسور دما 
• نمایشگرهای LCD, OLED
• کابل فلت

راه اندازی ماژول HR202 با آردوینو

در این کد، پایه‌های دیجیتال و آنالوگ متصل به ماژول HR202 را تعریف کرده و ارتباط سریال را راه‌اندازی می‌کنیم. در تابع loop()، خروجی دیجیتال و آنالوگ را به ترتیب با استفاده از توابع digitalRead() و analogRead() خوانده و سپس خروجی را با استفاده از توابع Serial.print() و Serial.println() روی مانیتور سریال نمایش می‌دهیم. در نهایت، با استفاده از تابع delay() یک زمان تاخیر 1 ثانیه قبل از گرفتن خواندن بعدی را اضافه می‌کنیم.

int HR202_digitalPin = 2; // Connect DO pin of HR202 to digital pin 2 of Arduino
int HR202_analogPin = A0; // Connect AO pin of HR202 to analog pin A0 of Arduino

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Start serial communication
  pinMode(HR202_digitalPin, INPUT); // Set DO pin as input
}

void loop() {
  int HR202_digitalVal = digitalRead(HR202_digitalPin); // Read digital output
  int HR202_analogVal = analogRead(HR202_analogPin); // Read analog output

  Serial.print("Digital output: ");
  Serial.println(HR202_digitalVal); // Display digital output on serial monitor
  
  Serial.print("Analog output: ");
  Serial.print(HR202_analogVal); // Display analog output on serial monitor
  Serial.println(" mV");

  delay(1000); // Wait for 1 second before taking the next reading
}

راه اندازی ماژول HR202 با میکروپایتون

در این کد که برای برد ESP32/8266 و RP2040 در میکروپایتون یکسان است، ما از ماژول machine در مایکروپایتون برای تعریف پایه‌های دیجیتال و آنالوگ متصل به ماژول HR202 و راه‌اندازی ارتباط سریال استفاده می‌کنیم. در حلقه while، خروجی دیجیتال و آنالوگ را به ترتیب با استفاده از توابع value() و read() خوانده و سپس خروجی را با استفاده از تابع print() روی مانیتور سریال نمایش می‌دهیم. در نهایت، با استفاده از تابع utime.sleep() یک زمان تاخیر 1 ثانیه قبل از گرفتن خواندن بعدی را اضافه می‌کنیم.

from machine import Pin, ADC, UART
import utime

HR202_digitalPin = Pin(2, Pin.IN)  # Connect DO pin of HR202 to digital pin 2 of ESP32
HR202_analogPin = ADC(Pin(36))  # Connect AO pin of HR202 to analog pin 36 of ESP32
uart = UART(0, baudrate=9600)  # Set up serial communication with a baud rate of 9600

while True:
    HR202_digitalVal = HR202_digitalPin.value()  # Read digital output
    HR202_analogVal = HR202_analogPin.read()  # Read analog output

    print("Digital output: ", HR202_digitalVal)  # Display digital output on serial monitor
    print("Analog output: ", HR202_analogVal, " mV")  # Display analog output on serial monitor

    utime.sleep(1)  # Wait for 1 second before taking the next reading