Nhiệt kế – ẩm kế phòng hiển thị LCD, có đèn báo mức dễ chịu

Nguyên lý hoạt động

DHT22 đo nhiệt độ (−40…80°C, sai số khoảng 0,5°C) và độ ẩm (0–100%, sai số khoảng 2%). Nó nói chuyện với Nano bằng một dây dữ liệu duy nhất ở D2 theo kiểu đếm độ dài xung; module 3 chân đã có sẵn trở kéo lên nên không cần gắn thêm. Màn LCD 1602 dùng mạch chuyển I2C nên chỉ tốn 2 dây A4 (SDA) và A5 (SCL), địa chỉ thường là 0x27 hoặc 0x3F — code tự dò. Nano so số đo với vùng dễ chịu (26–30°C và 45–70% độ ẩm, sửa được trong code): nằm trong vùng thì bật LED xanh ở D8, vượt ra thì bật LED đỏ ở D9, mỗi đèn qua một điện trở 330Ω nên chỉ ăn khoảng 9mA. Nút nhấn ở D3 dùng trở kéo lên bên trong chip: nhấn là chân về 0V, bấm nhanh để đổi màn hình, giữ 2 giây để xoá mốc cao nhất – thấp nhất.

Sơ đồ đấu dây

Mỗi màu là một dây. Chấm tròn là điểm hàn. Chạm vào tên dây trong bảng để làm nổi bật.

Danh sách linh kiện

Các bước làm

1. Chuẩn bị
   Mỏ hàn, thiếc, board lỗ 7×9cm, header cái 15 chân ×2, dây cái-đực cho DHT22 và LCD, cáp USB có dây dữ liệu.
2. Gắn Nano
   Hàn 2 hàng header cái 15 chân lên board rồi cắm Nano vào, mặt cổng USB quay ra mép board cho dễ cắm dây.
3. Nối màn LCD
   Mạch I2C sau lưng LCD có 4 chân: GND → GND, VCC → 5V, SDA → A4, SCL → A5. Dùng dây cái-đực để treo LCD ra mặt trước hộp.
4. Nối DHT22
   Module 3 chân, nhìn mặt có lỗ lưới: thường là + (VCC) → 5V, out (DATA) → D2, − (GND) → GND. Đọc kỹ chữ in trên bo, đừng đoán.
5. Hàn 2 đèn báo
   D8 → R1 330Ω → chân dài LED xanh, chân ngắn → GND. D9 → R2 330Ω → chân dài LED đỏ, chân ngắn → GND.
6. Hàn nút nhấn
   Nút 6×6mm có 4 chân, hai cặp chân đối diện đã thông nhau sẵn: lấy một chân về D3, chân chéo góc về GND. Đo thang thông mạch để chắc chắn chọn đúng cặp chân chỉ kêu khi nhấn.
7. Kiểm tra trước khi cắm điện
   Thang thông mạch: giữa 5V và GND không được kêu. Xem lại chiều hai LED (chân dài về phía điện trở).
8. Nạp code
   Arduino IDE 2, board "Arduino Nano". Library Manager cài: DHT sensor library, Adafruit Unified Sensor, LiquidCrystal I2C. Mở room_meter.ino → Upload.
9. Chỉnh và dùng
   Cắm USB: cả hai đèn sáng 1 giây để thử đèn, LCD hiện "Mach Gon". Nếu LCD chỉ sáng nền mà không có chữ thì vặn biến trở xanh sau lưng LCD để chỉnh tương phản. Bấm nút đổi màn hình, giữ 2 giây để xoá mốc cao nhất – thấp nhất.

Code nạp cho mạch

Cài thư viện: DHT sensor library, Adafruit Unified Sensor, LiquidCrystal I2C (Arduino IDE → Library Manager). Chọn board Arduino Nano.

/*
  Mạch Gọn — Nhiệt kế – ẩm kế phòng (Arduino Nano + DHT22 + LCD1602 I2C)
  Thư viện: DHT sensor library, Adafruit Unified Sensor, LiquidCrystal I2C
  Chân : D2 <- DHT22 ; A4/A5 -> LCD I2C ; D8 -> 330Ω -> LED xanh
         D9 -> 330Ω -> LED đỏ ; D3 nút nhấn về GND (INPUT_PULLUP)
*/
#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <DHT.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// ---------- Cấu hình: sửa cho hợp khí hậu nơi bạn ở ----------
const float NHIET_MIN = 20.0, NHIET_MAX = 30.0;   // vùng nhiệt độ dễ chịu (°C)
const float AM_MIN    = 45.0, AM_MAX    = 70.0;   // vùng độ ẩm dễ chịu (%)
const uint32_t CHU_KY_DOC_MS = 2500;              // DHT22 cần ≥2s giữa 2 lần đọc
const uint32_t GIU_XOA_MS    = 2000;              // giữ nút bao lâu thì xoá mốc

const uint8_t PIN_DHT = 2, PIN_NUT = 3, PIN_LED_OK = 8, PIN_LED_NONG = 9;

DHT dht(PIN_DHT, DHT22);
LiquidCrystal_I2C* lcd = nullptr;

float nhiet = NAN, am = NAN;
float nhietMax = -99, nhietMin = 99, amMax = -99, amMin = 999;
bool  camBienOk = false;
uint8_t manHinh = 0;                 // 0: hiện tại, 1: mốc nhiệt độ, 2: mốc độ ẩm
uint8_t soLanLoi = 0;
uint32_t mocDoc = 0, mocVe = 0, mocNhanNut = 0, giuThongBao = 0;
bool nutDangNhan = false, daXoa = false;

uint8_t timDiaChiLcd() {
  for (uint8_t a = 0x20; a < 0x28; a++) { Wire.beginTransmission(a); if (Wire.endTransmission() == 0) return a; }
  for (uint8_t a = 0x38; a < 0x40; a++) { Wire.beginTransmission(a); if (Wire.endTransmission() == 0) return a; }
  return 0x27;
}

void inDong(uint8_t hang, const char* s) {
  if (!lcd) return;
  lcd->setCursor(0, hang);
  lcd->print(s);
  for (uint8_t i = strlen(s); i < 16; i++) lcd->print(' ');
}

void xoaMoc() {
  nhietMax = nhietMin = nhiet;
  amMax = amMin = am;
  Serial.println(F("Da xoa moc cao nhat - thap nhat"));
}

void veManHinh() {
  char d1[17], d2[17];
  if (!camBienOk) {
    inDong(0, "Khong doc duoc");
    inDong(1, "DHT22 - xem day");
    return;
  }
  if (manHinh == 0) {
    snprintf(d1, sizeof(d1), "Nhiet do: %d.%01dC", (int)nhiet, abs((int)(nhiet * 10) % 10));
    snprintf(d2, sizeof(d2), "Do am  : %d.%01d%%", (int)am, abs((int)(am * 10) % 10));
  } else if (manHinh == 1) {
    snprintf(d1, sizeof(d1), "Nhiet cao: %d.%01dC", (int)nhietMax, abs((int)(nhietMax * 10) % 10));
    snprintf(d2, sizeof(d2), "Nhiet thap:%d.%01dC", (int)nhietMin, abs((int)(nhietMin * 10) % 10));
  } else {
    snprintf(d1, sizeof(d1), "Am cao : %d.%01d%%", (int)amMax, abs((int)(amMax * 10) % 10));
    snprintf(d2, sizeof(d2), "Am thap: %d.%01d%%", (int)amMin, abs((int)(amMin * 10) % 10));
  }
  inDong(0, d1);
  inDong(1, d2);
}

void setup() {
  pinMode(PIN_LED_OK, OUTPUT);
  pinMode(PIN_LED_NONG, OUTPUT);
  pinMode(PIN_NUT, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F("Mach Gon - nhiet ke am ke phong"));

  // thử đèn 1 giây
  digitalWrite(PIN_LED_OK, HIGH);
  digitalWrite(PIN_LED_NONG, HIGH);

  Wire.begin();
  uint8_t addr = timDiaChiLcd();
  Serial.print(F("Dia chi LCD I2C: 0x")); Serial.println(addr, HEX);
  static LiquidCrystal_I2C l(addr, 16, 2);
  lcd = &l;
  lcd->init();
  lcd->backlight();
  inDong(0, "Mach Gon");
  inDong(1, "Nhiet ke phong");
  dht.begin();
  delay(1000);
  digitalWrite(PIN_LED_OK, LOW);
  digitalWrite(PIN_LED_NONG, LOW);
}

void loop() {
  uint32_t bayGio = millis();

  // 1. Đọc cảm biến
  if (bayGio - mocDoc >= CHU_KY_DOC_MS) {
    mocDoc = bayGio;
    float t = dht.readTemperature();
    float h = dht.readHumidity();
    if (isnan(t) || isnan(h) || h > 100 || t < -40 || t > 80) {
      if (++soLanLoi >= 3) camBienOk = false;
    } else {
      soLanLoi = 0;
      bool lanDau = !camBienOk;
      camBienOk = true;
      nhiet = t; am = h;
      if (lanDau) xoaMoc();
      if (t > nhietMax) nhietMax = t;
      if (t < nhietMin) nhietMin = t;
      if (h > amMax) amMax = h;
      if (h < amMin) amMin = h;
    }
    Serial.print(F("T=")); Serial.print(nhiet, 1);
    Serial.print(F("C RH=")); Serial.print(am, 1);
    Serial.print(F("% ok=")); Serial.println(camBienOk ? 1 : 0);
  }

  // 2. Đèn báo mức dễ chịu
  bool deChiu = camBienOk && nhiet >= NHIET_MIN && nhiet <= NHIET_MAX && am >= AM_MIN && am <= AM_MAX;
  bool vuotMuc = camBienOk && (nhiet > NHIET_MAX || am > AM_MAX);
  digitalWrite(PIN_LED_OK, deChiu ? HIGH : LOW);
  digitalWrite(PIN_LED_NONG, vuotMuc ? HIGH : LOW);

  // 3. Nút: bấm nhanh đổi màn hình, giữ 2 giây xoá mốc
  bool dangNhan = (digitalRead(PIN_NUT) == LOW);
  if (dangNhan && !nutDangNhan) { nutDangNhan = true; daXoa = false; mocNhanNut = bayGio; }
  if (dangNhan && nutDangNhan && !daXoa && bayGio - mocNhanNut >= GIU_XOA_MS) {
    daXoa = true;
    if (camBienOk) xoaMoc();
    inDong(0, "Da xoa moc do"); inDong(1, "");
    giuThongBao = bayGio + 1000;   // giữ thông báo trên màn 1 giây
  }
  if (!dangNhan && nutDangNhan) {
    nutDangNhan = false;
    if (!daXoa && bayGio - mocNhanNut > 30) manHinh = (manHinh + 1) % 3;
  }

  // 4. Vẽ màn hình 500ms một lần
  if (bayGio - mocVe >= 500 && (int32_t)(bayGio - giuThongBao) >= 0) { mocVe = bayGio; veManHinh(); }
}

Đo kiểm bằng đồng hồ vạn năng

Sửa lỗi thường gặp