【NodeMCU实时天气时钟温湿度项目 3】连接SHT30传感器，获取并显示当前环境温湿度数据（I2C）

今天，我们开始第三个专题：连接SHT30温湿度传感器模块，获取当前环境实时温湿度数据，并显示在1.3寸TFT液晶显示屏上。

第一专题内容，请参考
【NodeMCU实时天气时钟温湿度项目 1】连接点亮SPI-TFT屏幕和UI布局设计-CSDN博客

第二专题内容，请参考
【NodeMCU实时天气时钟温湿度项目 2】WIFI模式设置及连接-CSDN博客

一、硬件需求——温湿度传感器模块SHT3X系列

        SHT3x DIS是Sensirion‘s新一代温度和湿度传感器。它建立在一个新的CMOSens®传感器芯片上，该芯片是Sensirion‘s新的湿度和温度平台的核心。与前代相比，SHT3x DIS具有更高的智能性、可靠性和更高的精度规格。它的功能包括增强的信号处理、两个独特的用户可选择的 I2C 地址和高达1MHz的通信速率。
        DFN封装规格为为 2.5mm x 2.5mm x 0.9mm（Height)，这就很方便将SHT3x DIS集成到各种应用中。另外，2.4伏至5.5伏的宽电源电压范围保证了与各种组装情况的兼容性。
        总之，SHT3x DIS融合了作为湿度传感器行业的领导者Sensirion‘s15年来丰富的经验沉淀。
        SHT30-31-35资料：点击下载， 提取码：369r。
        本项目采用的型号为：SHT30

二、硬件连接关系

NodeMCU	3V3	GND	D1	D2
SHT30	vcc	gnd	scl	sda

三、添加ClosedCube SHT31D库

ClosedCube SHT31D，是支持 Sensirion SHT30-D, SHT31-D and SHT35-D温湿度传感器的Arduino框架库，适用于I2C接口。
方法：直接打开 PlatformIO 界面，选择 Libraries 图标，在搜索栏内输入 ClosedCube SHT31D，添加到本项目中。

四、ClosedCube SHT31D官方示例代码

//以下代码来源于官方示例 periodicmode.info 的代码
//为了能在[vscode + platformIO]平台正常运行，主要修改了三个位置的代码，均已在程序中加注释说明。
//在本项目中，重新定义了 I2C 通信引脚

#include <Wire.h>
#include "ClosedCube_SHT31D.h"

ClosedCube_SHT31D sht3xd;

// 新增： 定义 I2C 引脚
const int SHT_SCL = D1;
const int SHT_SDA = D2;

void printResult(String text, SHT31D result) ;  //新增：函数预先声明

void setup()
{
	//Wire.begin();----------这行是原代码，已加注释标志
    //定义I2C通讯的引脚
    Wire.begin(SHT_SDA, SHT_SCL);//新增：替换上一行代码，主要是定义启用I2C引脚

	Serial.begin(9600);
	Serial.println("ClosedCube SHT3X-D Periodic Mode Example");
	Serial.println("supports SHT30-D, SHT31-D and SHT35-D");

	sht3xd.begin(0x44); // I2C address: 0x44 or 0x45

	Serial.print("Serial #");
	Serial.println(sht3xd.readSerialNumber());

	if (sht3xd.periodicStart(SHT3XD_REPEATABILITY_HIGH, SHT3XD_FREQUENCY_10HZ) != SHT3XD_NO_ERROR)
		Serial.println("[ERROR] Cannot start periodic mode");

}

void loop()
{
	printResult("Periodic Mode", sht3xd.periodicFetchData());
	delay(250);
}

void printResult(String text, SHT31D result) {
	if (result.error == SHT3XD_NO_ERROR) {
		Serial.print(text);
		Serial.print(": T=");
		Serial.print(result.t);
		Serial.print("C, RH=");
		Serial.print(result.rh);
		Serial.println("%");
	} else {
		Serial.print(text);
		Serial.print(": [ERROR] Code #");
		Serial.println(result.error);
	}
}

将此代码复制到项目 main.cpp 中，编译上传成后，如果在串口监视器输出如下信息，那就说明 SHT30 温湿度传感器已。

五、在项目中使用SHT30采集温湿度实时数据的代码

        使用SHT30采集温湿度实时数据的代码，都封装在 sht30.h 文件中，分别定义了3个函数：
        （1）void sht30_setup()，开机时调用，设置SHT30的I2C引脚、地址和工作模式。
        （2）void saveResult(SHT31D result)，用于保存结果到指定的数据结构，如果传感器断开，则尝试重载。
        （3）void sht30()，在主程序/循环体loop中调用。
        本程序主要内容，来源于网络大神，如有异议，请及时联系作者。

//********sht30 温湿度传感器***************

#include <Wire.h>
#include "ClosedCube_SHT31D.h"
ClosedCube_SHT31D sht3xd;

// 配置引脚
const int SHT_SCL = D1;
const int SHT_SDA = D2;

const int SHT_ADDRESS = 0x44;

//定义保存采集数据结果的数据结构，并设置读取频率

struct SHT_DATA{
  int8_t temperature = -99;
  int8_t humidity = -99;
  unsigned long sht30_last = 0;
  const long sht30_interval = 1000; //每秒读取一次

} sht_data;

//开机函数
void sht30_setup() {
  
  //定义I2C通讯的引脚
  Wire.begin(SHT_SDA, SHT_SCL);
  
  //准备读取sht3x传感器
  sht3xd.begin(SHT_ADDRESS);
  if (sht3xd.periodicStart(SHT3XD_REPEATABILITY_HIGH, SHT3XD_FREQUENCY_10HZ) != SHT3XD_NO_ERROR){
    Serial.println("[ERROR] 读取sht30数据失败，可能是传感器没插好");
  }
}

//保存结果到指定的数据结构，如果传感器断开，则尝试重载
void saveResult(SHT31D result) {
  if (result.error == SHT3XD_NO_ERROR) {
    sht_data.temperature = result.t;
    sht_data.humidity = result.rh;
  } else {  
    sht_data.temperature = -99;
    sht_data.humidity = -99;
    sht30_setup();
  }
}

//循环体函数，放在loop中
void sht30() {
  unsigned long currentMillis = millis();
  if (currentMillis - sht_data.sht30_last >= sht_data.sht30_interval) {
    sht_data.sht30_last = currentMillis;
    saveResult(sht3xd.periodicFetchData());
    Serial.print("T:");
    Serial.print(sht_data.temperature);
    Serial.print(" H:");
    Serial.println(sht_data.humidity);
  }
}

六、运行结果展示

        （1）依据硬件连接关系，在面包板上接入SHT30温湿度传感器；
        （2）设置每隔500ms调用一次sht30()函数；
        （3）修改主程序 main.cpp 内容，实现在TFT液晶屏显示的目标。
        （4）编译上传后，就可以在TFT屏幕上看到实时采集到的温湿度数据了。
                （以下视频，是使用电热风机模拟来观察采集显示的结果）

sht30_test