3001 TEMP AND RH（树莓派专用温湿度模块）

关键词

树莓派、 Raspberry Pi、树莓派5、CM4、USB转串口、SHT20、温湿度

一、简介

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。

二、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℃;

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，默认关闭状态，上电后亮起。用户可以修改为其它指示用途；

8. 尺寸:40*55mm,和树莓派cm4核心板尺寸完全吻合；M2.5定位孔。

三、系统烧写及设置

3.1 概述

本文档采用树莓派OS（树莓派端）及Windows 10（PC端）进行测试。

树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

3.2 系统烧写在SD（TF）卡上

点击直达烧写方法说明。

四、树莓派OS下的温湿度测试

硬件平台:我们采用树莓派CM4核心板搭配我们的扩展板来测试;其他树莓派5/4B/3/zero系列等,操作方法一样;

树莓派系统系统下我们使用串口工具来读取温湿度数据。

在终端中执行下列命令，安装串口工具CuteCom：

sudo apt install cutecom

安装完毕后，点击左上角的树莓派标志，进入System Tools，点击CuteCom图标：

打开软件后，软件自动认到温湿度模块的串口号ttyUSB0，串口参数使用默认的115200@8-N-1即可：

点击”Open“，打开串口，下方的输出框即会输出当前的温湿度数据：

五、Win10系统下的温湿度测试

Windows下本模块被认成一个USB转串口，首先需要安装CH340驱动，驱动下载地址：

http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000607

安装驱动完毕后，在模块电源关闭的情况下，将2.5G模块上方的跳线短接，然后使用USB A-C线，一头接在温湿度模块的USB TYPE-C口，一头接在PC的USB A口，模块会自动启动并连接PC。连接成功后，我们可以在设备管理器中看到一个USB转串口（本例子中为COM6）：

接下来下载温湿度测量软件：

http://www.mcuzone.com/wiki/0021_TEMP_AND_RH/THTB.zip

解压压缩包，运行THTB.exe，打开软件，软件会自动检测到那个USB转串口，此时点击”打开串口“，即可显示当前的温湿度：