GruppeC/firmware/dht11_lcd/dht11_lcd.ino

#include <LiquidCrystal.h>
#include "DHT.h"
#include <Wire.h>
#include <EEPROM.h>
#include "Adafruit_CCS811.h"

// --- LCD Setup ---
// Initialisierung des LCDs mit den Pins aus deinem Schaltplan
// RS = 7, E = 8, D4 = 9, D5 = 10, D6 = 11, D7 = 12
LiquidCrystal lcd(7, 8, 9, 10, 11, 12);

// --- DHT11 Setup ---
#define DHTPIN 2      // Der DHT11 Daten-Pin ist an Pin 2 angeschlossen
#define DHTTYPE DHT11 // Sensortyp festlegen
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

// --- CJMCU-811 (CCS811) Setup ---
// I2C: SDA = A4, SCL = A5 (Arduino Uno). Der WAK-Pin des Moduls muss an GND liegen.
// Standardadresse 0x5A (ADDR an GND), alternativ 0x5B.
Adafruit_CCS811 ccs;
bool ccsOk = false;

// --- CCS811-Baseline im EEPROM ---
// Die Baseline ist der Kalibrierwert des Sensors. Wird sie nach einem Neustart
// wieder gesetzt, ist der eCO2/TVOC-Wert sofort deutlich stabiler.
// Gespeichert wird erst nach 20 Minuten Laufzeit, danach stündlich.
// Das EEPROM hält ca. 100.000 Schreibzyklen, stündliches Speichern reicht Jahre.
const unsigned long BASELINE_AUFWAERMZEIT = 20UL * 60UL * 1000UL;
const unsigned long BASELINE_INTERVALL = 60UL * 60UL * 1000UL;
const uint8_t BASELINE_MAGIC = 0xC5;  // Kennung für "EEPROM enthält eine Baseline"
const int BASELINE_ADRESSE = 0;
unsigned long naechsteBaselineSicherung = BASELINE_AUFWAERMZEIT;

struct BaselineSpeicher {
  uint8_t magic;
  uint16_t baseline;
  uint8_t pruefsumme;
};

uint8_t baselinePruefsumme(uint16_t baseline) {
  return (baseline >> 8) ^ (baseline & 0xFF) ^ BASELINE_MAGIC;
}

// Stellt die gespeicherte Baseline wieder her (falls vorhanden und gültig)
void baselineLaden() {
  BaselineSpeicher b;
  EEPROM.get(BASELINE_ADRESSE, b);
  if (b.magic == BASELINE_MAGIC && b.pruefsumme == baselinePruefsumme(b.baseline)) {
    ccs.setBaseline(b.baseline);
    Serial.print("Baseline geladen: ");
    Serial.println(b.baseline);
  } else {
    Serial.println("Keine gueltige Baseline im EEPROM");
  }
}

// Speichert die aktuelle Baseline (EEPROM.put schreibt nur geänderte Bytes)
void baselineSpeichern() {
  BaselineSpeicher b;
  b.magic = BASELINE_MAGIC;
  b.baseline = ccs.getBaseline();
  b.pruefsumme = baselinePruefsumme(b.baseline);
  EEPROM.put(BASELINE_ADRESSE, b);
  Serial.print("Baseline gespeichert: ");
  Serial.println(b.baseline);
}

// Anzeige wechselt zwischen zwei Seiten, da das LCD nur 2 Zeilen hat
bool zeigeLuftqualitaet = false;

void setup() {
  // Serial Monitor (9600 Baud) zur Kontrolle der Messwerte
  Serial.begin(9600);

  // LCD initialisieren (16 Spalten, 2 Zeilen)
  lcd.begin(16, 2);

  // DHT Sensor starten
  dht.begin();

  // CCS811 starten: erst 0x5A (ADDR an GND), dann 0x5B (ADDR an VCC)
  ccsOk = ccs.begin(0x5A) || ccs.begin(0x5B);
  if (ccsOk) {
    baselineLaden();
  }

  // Kurze Startnachricht
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Sensor startet..");

  // Der DHT11 braucht nach dem Start einen Moment
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  // WICHTIG: Der DHT11 ist ein langsamer Sensor.
  // Er benötigt ca. 2 Sekunden Pause zwischen den Messungen.
  delay(2000);

  // Werte für Luftfeuchtigkeit und Temperatur auslesen
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  // Überprüfen, ob das Auslesen fehlgeschlagen ist (z.B. Kabel locker)
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Sensor Fehler!");
    return; // Loop hier abbrechen und von vorne starten
  }

  // --- Seite 2: CO2 und TVOC vom CCS811 ---
  if (zeigeLuftqualitaet) {
    zeigeLuftqualitaet = false;

    lcd.clear();
    if (!ccsOk) {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("CCS811 Fehler!");
      return;
    }

    // Temperatur/Feuchte zur Kompensation an den CCS811 geben
    ccs.setEnvironmentalData(h, t);

    if (ccs.available() && !ccs.readData()) {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("CO2:   ");
      lcd.print(ccs.geteCO2());
      lcd.print(" ppm");

      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("TVOC:  ");
      lcd.print(ccs.getTVOC());
      lcd.print(" ppb");

      Serial.print("eCO2: ");
      Serial.print(ccs.geteCO2());
      Serial.print(" ppm   TVOC: ");
      Serial.print(ccs.getTVOC());
      Serial.println(" ppb");

      // Baseline regelmäßig sichern (Vergleich überlaufsicher für millis())
      if ((long)(millis() - naechsteBaselineSicherung) >= 0) {
        baselineSpeichern();
        naechsteBaselineSicherung = millis() + BASELINE_INTERVALL;
      }
    } else {
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("CCS811 wartet..");
    }
    return;
  }

  // --- Seite 1: Ausgabe auf dem LCD Display ---
  zeigeLuftqualitaet = true;

  // Zeile 1: Temperatur
  lcd.setCursor(0, 0); // Spalte 0, Zeile 0
  lcd.print("Temp:  ");
  lcd.print(t, 1);     // Die ", 1" sorgt dafür, dass nur eine Nachkommastelle gezeigt wird
  lcd.print(" C   ");  // Leerzeichen am Ende überschreiben eventuelle alte Zeichen

  // Zeile 2: Luftfeuchtigkeit
  lcd.setCursor(0, 1); // Spalte 0, Zeile 1
  lcd.print("Luft:  ");
  lcd.print(h, 1);
  lcd.print(" %   ");
}