DHT11/DHT22 - Wetterstation LAN Daten speichern

Lesezeit: 7 Minuten

Der Temperatursensor DHT22 (DHT11) misst Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Daten werden auf der SD-Karte des Ethernet-Shields gespeichert und können im Browser betrachtet werden.

So sieht es aus:

Beispiele für DHT11/DHT22 Sensoren

Pinbelegung:

DHT11
GND Daten 5V

DHT22
5V Daten GND

Die Pinbelegung kann sich von der hier gezeigten unterscheiden. Achte auf die Beschriftung auf dem Modul!

Für diese Anleitung benötigst du ein sogenanntes „Shield“, eine Platine, die einfach auf den Arduino aufgesteckt wird. Auf ihr befindet sich ein LAN-Anschluss (RJ45). Alle digitalen und analogen Anschlüsse stehen auch weiterhin zur Verfügung.

⇒SD-Karten-Modul

⇒Ethernet-Shield

⇒RTC-Modul

Benötigte Bauteile:

RTC-Modul
Ethernet-Shield mit SD-Karten-Modul
DHT11 oder DHT22
Leitungsdrähte

Baue die Schaltung auf.
(Fahre mit der Maus über das Bild, um die Bezeichnungen der Bauteile zu sehen)

Für das Programm brauchst du eine freie IP-Adresse und eine freie MAC-Adresse in deinem lokalen Netzwerk.
Im Regelfall befindet sich in einem lokalen Netzwerk ein DHCP-Server, der jedem Gerät im Netzwerk automatisch eine IP-Adresse zuteilt. Im Programm wird eine über DHCP vergebene Adresse verwendet.

Die MAC-Adresse ist die Hardware-Adresse jeder einzelnen Netzwerkschnittstelle (LAN oder WLAN), mit der jedes Gerät im Netzwerk eindeutig identifiziert werden kann.

Sie besteht aus sechs Bytes in hexadezimaler Schreibweise, die durch „:“ oder „-“ getrennt werden.

Du kannst die im Programm verwendete „erfundene“ MAC-Adresse übernehmen: Die Gefahr, dass sich ein Gerät mit der gleichen MAC-Adresse im Netzwerk befindet, ist äußerst gering.

Benötigte Bibliotheken:

Nach dem Start des Programms wird die IP des Ethernet-Shields im Seriellen Monitor angezeigt:

Binde die benötigten Bibliotheken ein und lege die Variablen fest:

#include "Ethernet.h"
#include "RTClib.h"
#include "DHT.h"
#include "SD.h"

// Bezeichnung der Textdatei
File Messung;

// Datenpin für das SD-Kartenmodul
int DatenPin = 4;

// Name des RTC-Moduls
RTC_DS3231 rtc;

int SENSOR_DHT = 8;

// Sensortyp festlegen
// DHT22
#define SensorTyp DHT22 

// oder DHT11
// #define SensorTyp DHT11

// Sensor einen Namen zuweisen
DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp); 


// MAC-Adresse und IP definieren
byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED};

// festeIP = false -> IP-Adresse über DHCP vergeben
bool festeIP = false;

// feste IP
IPAddress ip(192, 168, 1, 200);

// Name des Servers vergeben
EthernetServer Server(80);

/* 
  Intervall in Millisekunden
  600000 = 10 Minuten
  3600000 = 60 Minuten
  Intervall wird auf der Seite angezeigt
*/
const long Intervall = 1200000;
const unsigned int Minuten = Intervall / 60000;

// Start der Zeitmessung
unsigned long StartZeit = 0;

Der setup-Teil. Beachte die Kommentare.

void setup() 
{
  // RTC-Modul starten
  rtc.begin();
  /*
    wenn Datum und Zeit nicht korrekt -> Datum/Zeit setzen
    Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde
    keine führende 0 setzen
    Beispiel:
    rtc.adjust(DateTime(2023, 3, 10, 7, 2, 30));
  */

  Serial.begin(9600);
  delay(500);

  // Ethernet starten feste IP
  if (festeIP) Ethernet.begin(mac, ip);

  // Ethernet starten DHCP
  else Ethernet.begin(mac);

  // Server starten
  Server.begin();

  // zur Kontrolle IP-Adresse anzeigen
  // localIP -> Adresse, die im Browser eingegeben wird
  Serial.print(F("IP des Ethernet-Shields: "));
  Serial.println(Ethernet.localIP());

  // SD-Karte starten
  SD.begin(DatenPin);

  // DHT-Sensor starten
  dht.begin();
}

Der loop-Teil. Beachte die Kommentare.

void loop() 
{
  String Auswertung = "";

  // Variablen für Temperatur und Luftfeuchtigkeit
  float Temperatur;
  float Luftfeuchtigkeit;

  // auf Clienten warten ...
  EthernetClient Client = Server.available();

  // abgelaufene Zeit ermitteln
  unsigned long VerstricheneZeit = millis();

  // neue Messung und speichern, wenn das Zeitintervall erreicht ist
  if (VerstricheneZeit - StartZeit >= Intervall) 
  {
    // StartZeit zurücksetzen
    StartZeit = VerstricheneZeit;

    // Temperatur, Luftfeuchtigkeit messen und Zeit ermitteln
    Temperatur = dht.readTemperature();
    Luftfeuchtigkeit = dht.readHumidity();
    DateTime aktuell = rtc.now();

    // in Datei speichern
    Messung = SD.open("Messung.txt", FILE_WRITE);
    if (Messung) 
    {
      // Datum schreiben
      char Datum[] = "DD.MM.YYYY";
      Messung.print(aktuell.toString(Datum));

      // Zeit schreiben
      char Zeit[] = " Uhrzeit: hh:mm:ss";
      Messung.println(aktuell.toString(Zeit));

      // Messdaten schreiben
      Messung.print(F(" | "));
      Messung.println(Temperatur);
      Messung.print(F(" °C | "));
      Messung.println(Luftfeuchtigkeit);
      Messung.print(F("%"));
      Messung.println(F("<br>"));

      // Datei schließen
      Messung.close();
    }
  }
  // neue Anfrage
  if (Client) 
  {
    // solange der Client verbunden ist ...
    while (Client.connected()) 
    {
      if (Client.available()) 
      {
        char Zeichen = Client.read();
        Auswertung += Zeichen;

        // \n = Seite vom Clienten vollständig geladen
        if (Zeichen == '\n') 
        {
          // HTTP-Anforderung senden
          Client.println(F("HTTP/1.1 200 OK"));
          Client.println(F("Content-Type: text/html"));

          // Leerzeile zwingend erforderlich
          Client.println();

          /*
            HTML-Seite aufbauen
            die folgenden Anweisungen müssen
            mit print oder println gesendet werden
            println "verschönert" den Quelltext
            (jede Anweisung in einer eigenen Zeile)
          */
          Client.println(F("<!doctype html>"));
          Client.println(F("<html>"));
          Client.println(F("<body>"));

          // Daten speichern
          if (Auswertung.indexOf("s") > 0) 
          {
            Temperatur = dht.readTemperature();
            Luftfeuchtigkeit = dht.readHumidity();
            DateTime aktuell = rtc.now();
            Messung = SD.open("Messung.txt", FILE_WRITE);

            // wenn die Datei vorhanden ist
            if (Messung) 
            {
              char Datum[] = "DD.MM.YYYY";
              Messung.print(aktuell.toString(Datum));

              // Zeit schreiben
              char Zeit[] = " Uhrzeit: hh:mm:ss";
              Messung.println(aktuell.toString(Zeit));
              Messung.print(F(" | "));
              
              // Temperatur und Luftfeuchtigkeit schreiben
              Messung.println(Temperatur);
              Messung.print(F(" °C | "));
              Messung.println(Luftfeuchtigkeit);
              Messung.print(F("%"));
              Messung.println(F("<br>"));

              // Datei schließen
              Messung.close();
            }
          }
          if (Auswertung.indexOf("l") > 0) 
          {
            Messung = SD.open("Messung.txt");
            if (Messung) 
            {
              // solange sich Zeilen in der Datei befinden ...
              while (Messung.available()) 
              {
                // ... werden sie gelesen und auf der Webseite ausgegeben
                Client.write(Messung.read());
              }
              // Datei schließen
              Messung.close();
            }
          }

          // Datei löschen
          if (Auswertung.indexOf("e") > 0) 
          {
            if (SD.exists("Messung.txt")) 
            {
              // Datei entfernen
              SD.remove("Messung.txt");
              Client.println(F("Datei entfernt!<br>"));
            }
          }
          Client.println(F("<hr />"));
          Client.println(F("Intervall: "));
          Client.println(Minuten);
          Client.println(F("Minuten<br> "));
          Client.println(F("<hr />"));

          // Button anzeigen
          Client.print(F("<input type='button' "));
          Client.println(F(" onClick=\"location.href='l'\""));
          Client.println(F(" value='lesen'>"));
          Client.print(F("<input type='button' "));
          Client.println(F(" onClick=\"location.href='s'\""));
          Client.println(F(" value='schreiben'>"));
          Client.print(F("<input type='button' "));
          Client.println(F(" onClick=\"location.href='e'\""));
          Client.println(F(" value='entfernen'>"));
          Client.println(F("<hr />"));

          // IPs anzeigen
          Client.print(F("<b>Eigene IP: "));
          Client.print(Client.remoteIP());
          Client.print(F("<br>IP des Ethernet-Shields: "));
          Client.print(Ethernet.localIP());
          Client.println(F("</body>"));
          Client.println(F("</html>"));
          // Zeit, um die Antwort zu übertragen
          delay(1);

          // Verbindung beenden
          Client.stop();
        }
      }
    }
  }
}

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