Zwei Temperatursensoren mit Arduino nutzen – so geht’s!

In meinem Beitrag „Arduino-Temperaturüberwachung: Relais per Schwellwert & Tastersteuerung mit LCD-Anzeige“ habe ich gezeigt, wie man mit einem Arduino, einem Temperatursensor und einem LCD-Display eine einfache Temperaturüberwachung realisieren kann. Ein Leser meines Blogs hatte eine großartige Idee zur Erweiterung: Ein zweiter Temperatursensor soll zusätzlich die Außentemperatur auf dem Display anzeigen.

Zwei Temperatursensoren mit Arduino nutzen – so geht’s!

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Solche Community-Ideen sind immer willkommen, und ich freue mich, wenn meine Projekte weitergedacht und optimiert werden! In diesem Beitrag zeige ich, wie du das bestehende Setup mit einem zweiten Sensor erweiterst, sodass sowohl die Innen- als auch die Außentemperatur angezeigt werden.

Inhaltsverzeichnis

• Was ist das Ziel?
• Der DS18B20 Sensor im Detail
  • Pinout des Sensors
• Erweiterung der Temperaturüberwachung: Umschalten per Taster
• Programmieren der zwei Temperatursensoren in der Arduino IDE
  • Benötigte Bibliotheken
  • Schritt-für-Schritt Anleitung zum erweitern des Codes für einen zweiten Sensor
    • Schritt 1 – definieren der Pins für Sensor & Taster
    • Schritt 2 – Sensor initialisieren
    • Schritt 3 – Feld zum speichern der aktuellen Auswahl
    • Schritt 5 – Taster für Sensorauswahl entprellen
    • Schritt 6 – Funktion loop erweitern für die Sensorauswahl
    • Schritt 7 – Funktion writeLcdDisplay erweitern
    • fertiger Sketch zum anzeigen von zwei Sensorwerten auf einem LC-Display

Was ist das Ziel?

Das eigentliche Ziel ist die Steuerung eines Relais via Schwellwert mit einem Temperatursensor DS18B20 am Arduino. Wie das funktioniert, habe ich bereits ausführlich im oben verlinkten Beitrag erklärt. In diesem Beitrag geht es nun darum, Arduino zwei Temperatursensoren hinzuzufügen, sodass du sowohl die Innen- als auch die Außentemperatur messen und auf dem Display anzeigen kannst.

Der DS18B20 Sensor im Detail

Den DS18B20 Sensor bekommst du als einzelnen Baustein in Form TO-92 oder vergossen in einer wasserdichten Metallkapsel.

Pinout des Sensors

Erweiterung der Temperaturüberwachung: Umschalten per Taster

Die bestehende Schaltung erweitern wir um einen Temperatursensor und einen Taster. Der Taster dient später zum umschalten zwischen den Ansichten auf dem Display.

Programmieren der zwei Temperatursensoren in der Arduino IDE

In den nachfolgenden Abschnitten möchte ich dir erläutern wie du den bestehenden Code lauffähig machst (dazu werden ein paar Bibliotheken benötigt) und um einen zweiten Sensor & einen zusätzlichen Taster erweiterst.

Benötigte Bibliotheken

Bevor wir mit der Programmierung starten können, müssen wir einpaar Bibliotheken für die verwendeten Komponenten installieren

• LC-Display > https://docs.arduino.cc/libraries/liquidcrystal-i2c/
• Taster > https://github.com/thomasfredericks/Bounce2
• Temperatursensor DS18B20 > https://github.com/RobTillaart/DS18B20_INT

Wie man eine ZIP-Bibliothek in der Arduino IDE installiert, habe ich dir bereits im Beitrag Arduino IDE, Einbinden einer Bibliothek ausführlich erläutert.

Die beiden Bibliotheken Bounce2 & DS18B20_INT findest du auch im Bibliotheksverwalter der Arduino IDE und kannst du von dort auch einfach mit einem klick installieren.

Bei der Bibliothek DS18B20_INT musst du zusätzlich die Abhängigkeit OneWire installieren und somit die Schaltfläche „ALLE INSTALLIEREN“ wählen.

Schritt-für-Schritt Anleitung zum erweitern des Codes für einen zweiten Sensor

Nachfolgend die sieben Schritte welche notwendig sind einen zweiten Temperatursensor vom Typ DS18B20 in den Code zu implementieren.

Schritt 1 – definieren der Pins für Sensor & Taster

Zunächst definieren wir die beiden Pins für jeweils den Sensor und den Taster.

//Der zweite Temperatursensor vom Typ DS18B20 ist am
//digitalen Pin D6 angeschlossen.
#define ds18b20_2 6
//Taster "sensor_select" am digitalen Pin D7 angeschlossen.
#define tasterSensorSelect 7

Schritt 2 – Sensor initialisieren

Der Sensor DS18B20 verfügt über eine eigene UID und theoretisch kann man die beiden Sensoren auch über einen digitalen Pin verwalten (siehe DS18B20-Sensoren am Raspberry Pi Pico W: Temperaturdaten auf einer Webseite anzeigen) da der Arduino genügend freie Pins hat dupliziere ich hier einfach die beiden Aufrufe.

OneWire oneWire2(ds18b20_2);
DS18B20_INT sensor2(&oneWire2);

Schritt 3 – Feld zum speichern der aktuellen Auswahl

Wenn wir den Taster zur Sensorauswahl betätigen möchte ich zwischen diesen beiden wechseln, dazu merke ich mir den Zustand als Zahl im Feld „sensorAuswahl“.

//Auswahl
//0 - Sensor "normal"
//1 - Sensor "außen" - nur lesen
int sensorAuswahl = 0;

Schritt 5 – Taster für Sensorauswahl entprellen

Den Taster habe ich wie die anderen auch ohne 10 kOhm PullUp / PullDown Widerstand angeschlossen. Dieses löse ich über den internen 10 kOhm Widerstand welcher mit der MCU verbunden ist. Zusätzlich entprelle ich den Taster über die Bibliothek Bounce2.

Bounce btnSensorSelect = Bounce();

void setup(){
...
  btnSensorSelect.attach(tasterSensorSelect, INPUT_PULLUP);
  btnSensorSelect.interval(BTN_INTERVALL);
...
}

Schritt 6 – Funktion loop erweitern für die Sensorauswahl

In der Funktion loop müssen wir nun eine zusätzliche If-Bedingung hinzufügen um auf den Statuswechsel des Tasters zu reagieren und den Wert im Feld „sensorAuswahl“ umzukehren.

Zusätzlich wird der bisherige Code nur ausgeführt wenn der Wert des Feldes „sensorAuswahl“ gleich 0 ist, andernfalls (also wenn dieser 1 ist) wird geprüft ob das Display aktualisiert werden soll und dann der Wert des Außensensors über die Funktion writeLcdDisplay angezeigt.

void loop() {
...
   btnSensorSelect.update();
   if (btnSensorSelect.fell()) {
     sensorAuswahl = sensorAuswahl == 0 ? 1 : 0;
     writeLcdDisplay();
   }

   if (sensorAuswahl == 0) {
...
} else if (sensorAuswahl == 1) {
    if ((lastUpdate + INTERVALL) < millis()) {
      //überschreiben des Wertes für die letzte Ausführung
      lastUpdate = millis();
      writeLcdDisplay();
    }
}

Schritt 7 – Funktion writeLcdDisplay erweitern

Die Funktion writeLcdDisplay dient dazu die Werte auf dem Display anzuzeigen. Hier müssen wir zusätzlich noch eine If-Bedingung implementieren in welcher wir wieder das Feld „sensorAuswahl“ prüfen.

Wenn der Außensensor angezeigt werden soll, dann wird in der ersten Zeile der Text „Aussensensor“ angezeigt und in der zweiten Zeile der Text „akt. Temp.:“ inkl. dem aktuellen Sensorwert.

void writeLcdDisplay() {
...
   if (sensorAuswahl == 0) {
...
} else if (sensorAuswahl == 1) {
    sensor2.requestTemperatures();
    printTextAt(0, 0, "Aussensensor");
    printTextAt(1, 0, ">akt. Temp.:" + String(sensor2.getTempC(), DEC));
}

fertiger Sketch zum anzeigen von zwei Sensorwerten auf einem LC-Display

Nachfolgend nun der fertige Sketch zum anzeigen von zwei Sensorwerten am Arduino inkl. Temperatursteuerung.