您是否想过要记录室内的温度、搭建雪茄盒控制系统或跟踪气象站项目的温度和湿度数据？ SHT31温湿度传感器可能是您正确的选择！

SHT31传感器经过工厂校准，无需外部元件即可工作。因此，只需几个连接和一些Arduino代码，您就可以立即开始测量相对湿度和温度。

模块硬件概述

该模块集成一颗Sensirion公司的低成本、易于使用、高精度的数字温度和湿度传感器 – SHT31。

该模块体积小，几乎可以用于任何设备，例如恒温器、恒湿器、室内气象站和类似设备，用于监测或控制湿度和/或温度。

SHT31传感器能够读取0至100%RH整个范围内的湿度，在20%至80% RH范围内的典型精度为±2%（0.01% RH分辨率）。

SHT31的最大温度范围为-40 至 125°C。 它在25°C时的典型精度为±0.3°C（分辨率为 0.015°C）。

电源

传感器本身使用2.4V至5.5V，这使得该模块符合3V或5V标准。 因此，您可以放心地将它与您最喜欢的3.3V或5V微控制器一起使用。

SHT31在测量期间消耗小于0.8mA，在单次模式（非测量）期间消耗小于0.2µA。 这种低功耗允许在手机、可穿戴设备或智能手表等电池驱动设备中实施。

I2C接口

SHT31是一个I2C传感器，这意味着它使用大多数微控制器上可用的两条I2C数据/时钟线，并且可以与其他I2C传感器共享这些引脚，只要它们没有地址冲突。

它支持两个独立的I2C地址：0x44H和0x45H。这允许两个SHT31模块在同一总线上使用或避免与总线上的另一个设备发生地址冲突。

AD引脚决定模块的I2C地址。该引脚内置下拉电阻。 因此，当您不连接AD引脚时，默认I2C地址为0x44H，而当您将其连接到高压信号时，I2C地址变为0x45H。

警报模式

SHT31具有警报 (AL) 输出引脚，可在环境条件（湿度和/或温度）超过用户定义的极限值时触发。 这使得测量能够由中断驱动而不是使用轮询，从而允许主机微控制器在传感器收集数据的同时执行其他任务。

当湿度和/或温度超过上限时，Alert引脚变为高电平并保持高电平，直到温度降至消除限值以下。 同样，当湿度和/或温度超过下限时，警报引脚变为高电平并保持高电平，直到温度升至消除限值以上。

下图显示了警报模式的不同极限值。

SHT31模块的引脚排列

现在让我们看一下引出排列。

VCC 是电源引脚。 由于传感器使用2.4-5.5V，因此给它提供与微控制器逻辑电平相同的电源。

GND 是电源和逻辑的公共地。

SCL 是I2C时钟引脚，连接到你的单片机I2C时钟线。

SDA 是I2C数据引脚，连接到你的单片机I2C数据线。

AD 引脚决定了模块的I2C地址。

AL 引脚当环境条件（湿度和/或温度）超过用户定义的限制时触发。

将SHT31模块连接到Arduino开发板

连接SHT31传感器非常简单！只需连接四个引脚即可开始使用传感器。 一根用于VCC，一根用于GND，两根数据线用于I2C通信。

将SCL引脚连接到I2C时钟引脚，将SDA引脚连接到Arduino上的I2C数据引脚。在Arduino UNO R3开发板上，SDA（数据线）和 SCL（时钟线）位于靠近AREF引脚的排针上。 它们也被称为 A5 (SCL) 和 A4 (SDA)。

安装所需的库

要启动并运行传感器，您需要安装Adafruit SHT31库。 它可以从Arduino库管理器获得。

要安装库，请导航至 Sketch > Include Library > Manage Libraries…等待库管理器下载库索引并更新已安装库的列表。

输入SHT31筛选搜索结果并安装库。

Adafruit_SHT31库在内部使用Adafruit Bus IO库来抽象出I2C和SPI事务和寄存器。 因此，在库管理器中搜索 adafruit bus 并安装它。

Arduino代码 - 读取温度和湿度

下面是一个基本的Arduino草图。 继续并将其上传到您的Arduino。 您会看到房间的当前温度和湿度！

1. #include <Arduino.h>
   
2. #include <Wire.h>
   
3. #include "Adafruit_SHT31.h"
   
4. 
   
5. Adafruit_SHT31 sht31 = Adafruit_SHT31();
   
6. 
   
7. void setup() {
   
8.   Serial.begin(9600);
   
9. 
   
10.   if (! sht31.begin(0x44)) {   // Set to 0x45 for alternate I2C address
    
11.     Serial.println("Couldn't find SHT31");
    
12.     while (1) delay(1);
    
13.   }
    
14. }
    
15. 
    
16. void loop() {
    
17.   float t = sht31.readTemperature();
    
18.   float h = sht31.readHumidity();
    
19. 
    
20.   if (! isnan(t)) {  // check if 'is not a number'
    
21.     Serial.print("Temp *C = "); Serial.print(t); Serial.print("\t\t");
    
22.   } else {
    
23.     Serial.println("Failed to read temperature");
    
24.   }
    
25.   
    
26.   if (! isnan(h)) {  // check if 'is not a number'
    
27.     Serial.print("Hum. % = "); Serial.println(h);
    
28.   } else {
    
29.     Serial.println("Failed to read humidity");
    
30.   }
    
31. 
    
32.   delay(1000);
    
33. }

复制代码

上传代码后，以9600bps打开串口监视器。 您应该会看到类似下面的输出。 尝试在传感器上呼吸查看湿度和温度值的变化！

代码说明

代码非常简单。 首先包含了Arduino.h、Wire.h和Adafruit_SHT31.h库，并在全局空间中创建了一个Adafruit_SHT31对象。

1. #include <Arduino.h>
   
2. #include <Wire.h>
   
3. #include "Adafruit_SHT31.h"
   
4. 
   
5. Adafruit_SHT31 sht31 = Adafruit_SHT31();

复制代码

在setup()函数中，我们初始化串口通信并调用 begin() 函数。

begin(<address>) 函数初始化传感器，其中 <address> 是传感器的I2C地址。 默认为0x44H，您也可以将传感器调整为0x45H，然后将该值传入。如果找到传感器并正确响应，则此函数返回True，如果未找到，则返回False。

1. void setup() {
   
2.   Serial.begin(9600);
   
3. 
   
4.   if (! sht31.begin(0x44)) {   // Set to 0x45 for alternate I2C address
   
5.     Serial.println("Couldn't find SHT31");
   
6.     while (1) delay(1);
   
7.   }
   
8. }

复制代码

初始化后，您可以使用点运算符访问对象的 (sht31) 方法。

sht31.readTemperature() 返回以°C为单位的浮点温度读数。 您可以通过乘以1.8并加32来转换为华氏度。

sht31.readHumidity() 返回湿度读数，也是一个介于0和100之间的浮点值（读取湿度百分比）

1. void loop() {
   
2.   float t = sht31.readTemperature();
   
3.   float h = sht31.readHumidity();
   
4. 
   
5.   if (! isnan(t)) {  // check if 'is not a number'
   
6.     Serial.print("Temp *C = "); Serial.print(t); Serial.print("\t\t");
   
7.   } else {
   
8.     Serial.println("Failed to read temperature");
   
9.   }
   
10.   
    
11.   if (! isnan(h)) {  // check if 'is not a number'
    
12.     Serial.print("Hum. % = "); Serial.println(h);
    
13.   } else {
    
14.     Serial.println("Failed to read humidity");
    
15.   }
    
16. 
    
17.   delay(1000);
    
18. }

复制代码