树莓派专用温湿度模块(USB接口)

Mcuzone_Robin

关键词：树莓派  USB  USB转串口  温湿度模块  SHT20  SHT21  盛世瑞恩  温度  湿度   QT
概述：树莓派是一个通用的创客平台，不少创客在使用树莓派的时候需要一些温湿度数据，但是市面上的一些平价温湿度模块(如DHT2x)的精度和一致性实在太差，为此我们设计了一款性价比适中，精度较高的温湿度模块。我们在模块上设置了一款单片机，用来读取温湿度数据，然后通过TTL串口或者通过USB转串口的形式将温湿度数据发送给主控。温湿度传感器采用盛世瑞恩的SHT20，其湿度的典型精度是±3%RH，温度的典型精度是±0.3℃。我们做过一致性测试，同一环境下5个模块的温度差在0.3℃范围内，湿度差在3%RH内。整个模块可采用USB-C接口供电和通讯，也可以通过插针供电。可以挂靠在树莓派上测量树莓派附近的温湿度，也可以通过长达2米的USB-C线放至到目标环境进行温湿度测量。

Mcuzone_Robin

硬件连接示意图：

Mcuzone_Robin

不管是通过TTL串口连接还是通过USB转串口连接，本质都是串口通讯。为了保障树莓派的TTL串口，我们这里采用的是通过USB转串口连接的方式。

Mcuzone_Robin

要查看温湿度数据，我们可以通过两种方式读取，一种是通过minicom之类的串口工具打开串口读取原始数据，另外一种方式是通过我们提供的QT图形化工具直接查看温湿度数据。

Mcuzone_Robin

操作方式很简单，直接运行sh，然后执行即可，运行效果如下图：

Mcuzone_Robin

同样的，PC上也可以使用，安装好CH340 USB转串口的驱动后，随便找个串口工具，打开对应的串口，波特兰115200，8N1。

Mcuzone_Robin

PC端的温湿度读取工具：

Mcuzone_Robin

实物样品图片：

Mcuzone_Robin

模块硬件资源：
1，主控采用STM32F030，用于采集温湿度，并通过TTL串口或者USB串口将数据发送给上位机；
2，USB接口采用当下流行的USB Type-C接口，既用于供电，也用于USB转串口通讯；
3，USB转串口芯片采用CH340G，经过十几年的发展，南京沁恒的USB转串口芯片已经相当成熟，稳定性和性价比都还不错；
4，温湿度芯片采用SHT20，湿度典型值±3%RH，温度典型值±0.3℃，后续也可能会考虑采用一些更低成本性价比更高的国产料，前提是精度和一致性能满足要求；
5，预留TTL串口，预留SWD接口，预留富余的GPIO；
6，焊接一个按键，用于切换数据从TTL串口还是USB转串口输出。预留一个未焊接的按键位；
7，一个用户LED，默认用于做电源指示，上电后亮起。用户可以修改为其它指示用途。

Mcuzone_Robin

软件资源：
1，提供树莓派平台的QT演示程序(不含源码)；
2，提供PC端的QT演示程序(不含源码)；
如果不想使用QT演示程序，也可以通过各种串口工具软件打开对应的串口观察数据，波特率115200, 8N1