Термостат на Arduino с DHT22: реле и гистерезис

Две уставки вместо одной: зачем нужен гистерезис

Логика термостата с гистерезисом асимметрична по определению: включаем обогрев, когда температура упала ниже 18,0, а выключаем только когда поднялась выше 19,5. Между 18,0 и 19,5 — «мёртвая зона», в которой система ничего не делает и держит предыдущее состояние. Обогрев остывает не мгновенно, поэтому температура доезжает до середины зоны уже после выключения реле — и не возвращается к порогу через три секунды.

Второй обязательный приём — правильный старт реле. Модуль реле почти всегда активен LOW: LOW на входе — контакт замкнут, HIGH — разомкнут. Если первым делом вызвать pinMode(7, OUTPUT), пин выдаст LOW — и обогрев включится на долю секунды при каждой загрузке. Порядок лечения: сначала digitalWrite(PIN_RELE, HIGH), и только потом pinMode — линия держится высокой ещё до настройки направления, и при старте реле молчит.

#include <DHT.h>
DHT dht(2, DHT22);
const int PIN_RELE = 7;
const float T_NIZ  = 18.0;   // ниже — включаем обогрев
const float T_VERH = 19.5;   // выше — выключаем (гистерезис 1,5 градуса)
 
void setup() {
  pinMode(PIN_RELE, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_RELE, HIGH);   // активный LOW: HIGH = реле выключено
  dht.begin();
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop() {
  float t = dht.readTemperature();
  if (isnan(t)) {                 // датчик не ответил — на плате так бывает
    Serial.println("dht ne otvetil");
    delay(2000);
    return;
  }
  if (t < T_NIZ) {
    digitalWrite(PIN_RELE, LOW);  // обогрев ВКЛ
    Serial.print("obogrev ON  t=");
    Serial.println(t);
  } else if (t > T_VERH) {
    digitalWrite(PIN_RELE, HIGH); // обогрев ВЫКЛ
    Serial.print("obogrev OFF t=");
    Serial.println(t);
  }
  delay(2000);                    // DHT22 нельзя спрашивать чаще
}

Прогон в симуляторе: карточка DHT показывает свою температуру, реле-карточка щёлкает и зажигает индикатор, когда ползунок уводят ниже 18, и гаснет выше 19,5; в мёртвой зоне — между порогами — реле стоит как стояло. Serial печатает решения с десятыми долями — «obogrev OFF t=23.59», «obogrev ON t=16.02». Датчик живёт своей жизнью: показания плавают на ±0,1–0,25 градуса, как у настоящего DHT22, поэтому решения выглядят живыми, а не роботизированными.

Честная граница: что исполняет симулятор

Грабли: уставки, нагрузка и интервал опроса

• Гистерезис 1,5 градуса — не догма: инкубатору хватает 0,2–0,3, для пола в гараже берут 2–3. Малый зазор — частые щелчки, большой — температурные качели. Правило: зазор не меньше, чем естественные колебания комнаты за минуту.
• Температуру храните только во float: int потеряет десятые доли, порог 18,5 станет 18, а термостат начнёт щёлкать на каждом градусе. И печатайте в Serial тоже float — сразу видно, где порог.
• delay(2000) — не прихоть: DHT22 по даташиту отвечает не чаще раза в два секунды, чаще спрашивать — nan и мусор. Снижение интервала — первая причина «датчик показывает нули».
• Реле-модуль на 10 А — не для ТЭНа: ток обогревателя 2 кВт — это 9 А, на пределе. Для мощной нагрузки берите контактор, а реле оставьте для помпы, вентилятора или лампы.
• Симулятор не нагревается от «обогрева»: ползунок карточки DHT из палитры «Макетка» двигаете руками. На живой плате замкнутый цикл «нагрел — выключил — остыл» виден сам, и по нему подбирают гистерезис.

Частые вопросы