使用 esp32 dht22 將溫度 濕度 發布於 Adafruit IO上

 使用 esp32 +dht22 將溫度 濕度 發布於 Adafruit IO上

要使用 ESP32 和 DHT22 感測器將溫度和濕度數據發佈到 Adafruit IO，您需要使用 Adafruit 的官方函式庫。這個過程涉及 Wi-Fi 連線、DHT22 讀取以及將數據透過 MQTT 傳輸到 Adafruit IO。

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準備工作

1. 硬體準備

• ESP32 開發板: 任何 ESP32 型號都可以。
• DHT22 溫度濕度感測器: 如果是模組化的 DHT22，通常有 VCC、GND、Data 三條線。如果不是模組化，則需要額外一個 10K 歐姆的拉高電阻 (pull-up resistor) 接在 Data 腳位和 VCC 之間。
• 麵包板和杜邦線。
• USB 傳輸線。

2. 接線圖 (Wiring Diagram)

• DHT22 VCC (或 +): 連接到 ESP32 的 3.3V 或 5V (DHT22 通常支持 3.3V-5V，但 ESP32 的 GPIO 是 3.3V)。
• DHT22 Data (或 Out): 連接到 ESP32 的一個 GPIO pin，例如 GPIO4 (程式碼中會使用此腳位)。
  • 重要：如果是非模組化的 DHT22，請務必在 Data pin 和 VCC 之間串接一個 10K 歐姆的拉高電阻。
• DHT22 GND (或 -): 連接到 ESP32 的 GND。

3. Adafruit IO 設定

1. 建立 Adafruit IO 帳戶:
   • 訪問 https://io.adafruit.com/ 並點擊 "Get Started for Free"。完成註冊流程。
2. 取得您的 AIO Key 和 AIO Username:
   • 登入 Adafruit IO 帳戶。
   • 點擊頁面上方導覽列的 "My Key" 按鈕（一個鑰匙圖標）。
   • 您會看到您的 "Username" 和 "AIO Key"。請務必複製這兩組資訊，稍後在程式碼中會用到。
3. 建立 Feed (數據源):
   • 在 Adafruit IO 介面左側導覽欄，點擊 "Feeds"。
   • 點擊 "Actions" -> "Create a New Feed"。
   • 建立兩個新的 Feed：一個命名為 temperature，另一個命名為 humidity。這些 Feed 將用於接收來自 ESP32 的數據。

4. Arduino IDE 環境設定

1. 安裝 ESP32 Boards: (如果已經安裝過，可跳過)
   • 開啟 Arduino IDE。
   • 進入 "檔案" -> "偏好設定"。
   • 在 "額外的開發板管理員網址" (Additional Boards Manager URLs) 中加入：https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
   • 進入 "工具" -> "開發板" -> "開發板管理員"。
   • 搜尋 "esp32" 並安裝 "esp32 by Espressif Systems"。
2. 安裝 Adafruit IO 函式庫:
   • 進入 "工具" -> "管理程式庫"。
   • 搜尋 "Adafruit IO Arduino" 並安裝 "Adafruit IO Arduino" 函式庫。
3. 安裝 DHT 感測器函式庫:
   • 進入 "工具" -> "管理程式庫"。
   • 搜尋 "DHT sensor library" 並安裝 "DHT sensor library by Adafruit"。
4. 安裝 Adafruit Unified Sensor 函式庫: (這是 DHT 函式庫的依賴項)
   • 進入 "工具" -> "管理程式庫"。
   • 搜尋 "Adafruit Unified Sensor" 並安裝 "Adafruit Unified Sensor by Adafruit"。

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ESP32 Arduino 程式碼

#include <WiFi.h>

#include <Adafruit_MQTT.h>

#include <Adafruit_MQTT_Client.h>

#include <DHT.h>

#include <Adafruit_Sensor.h>

/********************************** Constants **********************************/

#define WLAN_SSID       "Wokwi-GUEST"      // 替換成您的 Wi-Fi 名稱

#define WLAN_PASS       ""                 // 替換成您的 Wi-Fi 密碼

#define AIO_SERVER      "io.adafruit.com"

#define AIO_SERVERPORT  1883                   // 使用標準 MQTT 端口

#define AIO_USERNAME    "alex9ufo"    // 替換成您的 Adafruit IO Username

#define AIO_KEY         "6d20e3a15993844863ac4dc15a7495756d9b"         // 替換成您的 Adafruit IO Key

// DHT22 感測器設定

#define DHTPIN 4        // DHT22 連接的 ESP32 GPIO Pin (例如 GPIO4)

#define DHTTYPE DHT22   // 或 DHT11

// 發佈數據的頻率 (毫秒)

#define PUBLISH_INTERVAL 10000 // 每 10 秒發佈一次

/********************************** Global Variables **********************************/

// 創建一個 WiFiClient 物件，用於 Wi-Fi 連線

WiFiClient client;

// 創建一個 Adafruit_MQTT_Client 物件，用於 MQTT 通訊

Adafruit_MQTT_Client mqtt(&client, AIO_SERVER, AIO_SERVERPORT, AIO_USERNAME, AIO_KEY);

// 創建 Adafruit IO Feed 物件

// 語法: Adafruit_MQTT_Publish(MQTT_Client, "AIO_USERNAME/feeds/FEED_NAME");

Adafruit_MQTT_Publish temperatureFeed = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/Temperature");

Adafruit_MQTT_Publish humidityFeed = Adafruit_MQTT_Publish(&mqtt, AIO_USERNAME "/feeds/Humidity");

// 創建 DHT 感測器物件

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

unsigned long lastPublishTime = 0; // 用於控制發佈頻率的時間戳記

/********************************** Functions **********************************/

// 連接到 Adafruit IO MQTT Broker 的函數

void MQTT_connect() {

  int8_t ret;

  // 如果 MQTT 已經連線，則直接返回

  if (mqtt.connected()) {

    return;

  }

  Serial.print("Connecting to Adafruit IO MQTT... ");

  // 嘗試連線。只要連線不成功 (返回非 0)，就重試

  while ((ret = mqtt.connect()) != 0) {

    Serial.println(mqtt.connectErrorString(ret)); // 打印錯誤信息

    Serial.println("Retrying MQTT connection in 5 seconds...");

    mqtt.disconnect(); // 斷開當前連線

    delay(5000);       // 等待 5 秒後重試

  }

  Serial.println("Adafruit IO MQTT Connected!");

}

/********************************** Setup **********************************/

void setup() {

  Serial.begin(115200);

  delay(100);

  Serial.print("Connecting to WiFi: ");

  Serial.println(WLAN_SSID);

  WiFi.begin(WLAN_SSID, WLAN_PASS);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

    delay(500);

    Serial.print(".");

  }

  Serial.println(" WiFi Connected!");

  Serial.print("IP Address: ");

  Serial.println(WiFi.localIP());

  // 初始化 DHT 感測器

  dht.begin();

  Serial.println("DHT sensor initialized.");

}

/********************************** Loop **********************************/

void loop() {

  // 確保 MQTT 連線保持活躍

  MQTT_connect();

  // 檢查是否到了發佈數據的時間

  unsigned long currentMillis = millis();

  if (currentMillis - lastPublishTime >= PUBLISH_INTERVAL) {

    lastPublishTime = currentMillis; // 更新上次發佈時間

    // 讀取 DHT22 感測器數據

    float h = dht.readHumidity();

    float t = dht.readTemperature(); // 讀取攝氏溫度

    // 檢查是否有讀取錯誤

    if (isnan(h) || isnan(t)) {

      Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));

      return; // 讀取失敗則不發送數據

    }

    // 將讀取到的溫濕度數據列印到序列埠監控器

    Serial.print("Humidity: ");

    Serial.print(h);

    Serial.print(" %\t");

    Serial.print("Temperature: ");

    Serial.print(t);

    Serial.println(" *C");

    // 將溫度發佈到 Adafruit IO 的 temperature feed

    if (temperatureFeed.publish(t)) {

      Serial.println("Temperature published successfully!");

    } else {

      Serial.println("Failed to publish temperature.");

    }

    // 將濕度發佈到 Adafruit IO 的 humidity feed

    if (humidityFeed.publish(h)) {

      Serial.println("Humidity published successfully!");

    } else {

      Serial.println("Failed to publish humidity.");

    }

  }

  // MQTT 函式庫的循環處理，必須定期呼叫以維持連線和處理訊息

  mqtt.processPackets(100); // 處理數據包，等待 100ms

  mqtt.ping();             // 定期發送 ping 以保持連線活躍

}

為了讓您的 ESP32 + DHT22 數據顯示在 Adafruit IO 的 Dashboard (儀表板) 上，您不需要修改程式碼本身。程式碼的功能是將數據發送到 Adafruit IO 的 Feeds (數據源)。

Dashboard 是一個視覺化的介面，它從您的 Feeds 中提取數據並以圖表、儀表、文字等形式呈現。您需要做的是在 Adafruit IO 網站上進行設定，將您的 temperature 和 humidity Feed 連接到儀表板上的顯示元件。

以下是將數據顯示在 Adafruit IO Dashboard 上的步驟：

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在 Adafruit IO Dashboard 上設定顯示

1. 登入 Adafruit IO 並進入 Dashboards 頁面

• 登入您的 Adafruit IO 帳號：https://io.adafruit.com/
• 點擊左側導覽欄的 "Dashboards"。

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2. 建立一個新的 Dashboard (如果還沒有的話)

• 點擊右側的 "Actions" 按鈕，然後選擇 "Create a New Dashboard"。
• 為您的 Dashboard 命名，例如 My_ESP32_Dashboard，然後點擊 "Create"。
• 如果您已經有現有的 Dashboard，可以直接點擊進入。

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3. 將數據 Feed 添加到 Dashboard

進入您剛建立或選擇的 Dashboard 後：

• 點擊 Dashboard 右上角的藍色 "Add block" 按鈕。

• 您會看到各種可以添加的顯示元件。根據您的需求選擇：

  • 顯示溫度 (Gauge 儀表 或 Chart 圖表)：

    • 選擇 "Gauge" (儀表) 或 "Line Chart" (線圖)。
    • 在彈出的視窗中，點擊 "Choose feed"。
    • 選擇您的 temperature Feed。
    • 設定您想要的儀表範圍 (例如 0 到 50 攝氏度) 或圖表顯示的歷史數據範圍。
    • 為該顯示元件設定一個標題 (例如 "當前溫度")。
    • 點擊 "Create block"。

  • 顯示濕度 (Gauge 儀表 或 Chart 圖表)：

    • 再次點擊 "Add block"。
    • 選擇 "Gauge" (儀表) 或 "Line Chart" (線圖)。
    • 在彈出的視窗中，點擊 "Choose feed"。
    • 選擇您的 humidity Feed。
    • 設定您想要的儀表範圍 (例如 0 到 100 濕度百分比) 或圖表顯示的歷史數據範圍。
    • 為該顯示元件設定一個標題 (例如 "當前濕度")。
    • 點擊 "Create block"。

• 您也可以嘗試添加 "Text" 或 "Number" 塊來直接顯示最新的數值。

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4. 排列與調整 Dashboard

• 添加完區塊後，您可以拖曳它們來調整佈局。
• 點擊區塊右上角的齒輪圖標，可以編輯區塊的屬性，例如標題、顏色、大小等。