第 33 课：桌面温度计

我是吴老师。这个课题最值钱的地方，不是做出一台温度计，是让你亲眼看见一件事：

同一件事，可以有两个完全不同的答案。

第 12 课你玩过热敏，第 16 课你玩过 DHT11。当时它们隔了四节课，你大概没往一块儿想过。今天我把它们并排插在同一块板子上，让两个数同时显示在同一块屏幕上。

然后你会看到：

• 你用手一捂，热敏那个数几秒钟就动了，DHT11 那个数还在那儿发呆
• 等十几秒，DHT11 才慢慢跟上，而且它跟热敏算出来的度数能差好几度

那一刻你会明白：这两个东西不是"一个好的一个坏的"，是"干不同活的两个"。

做完之后你手上是这样的东西：一块纸皮表盘立在桌上，中间嵌着屏幕，屏幕上同时挂着两个温度，表盘上画着刻度，还有一条红色的线标着"到这儿就报警"。真超过那条线，蜂鸣器就"嘀嘀嘀"。

这是你第一个"长期摆在桌上、一直有用"的作品。

一、先说清楚：这个课题的三个环节

这次特别的地方在于：传感器有两个，而且它们是"重复"的。 前面所有课题，传感器都只负责一件事。这个课题要你学会给两个传感器"分工"。

分工怎么分，就是这一课的核心。

二、材料清单

套件里的：ESP32-C3 主控 + 拓展板、热敏模块、DHT11 温湿度模块、OLED 显示屏、有源蜂鸣器、杜邦线若干。

身边要准备的：纸皮、美工刀、剪刀、铅笔、直尺和一根线（画圆弧用，下面讲）、热熔胶枪 + 胶棒。

安全那两条，我不重复第三遍了，你自己记着：美工刀往外推、手别在刀的前进路线上；热熔胶刚挤出来一百多度，别用手指去按。

三、接线：两个传感器，一个都不能认错

接之前先断电。

三个提醒：

第一，热敏只接 AO，不接 DO。 DO 那个门槛是靠板上小电位器拧的，拧完你自己都记不住定在哪（第 12 课讲的）。我们读 AO，判断写在代码里。

第二，热敏和 DHT11 别拿混。 两个都是小板子，认法第 12 课讲过：看顶上的元件——热敏是一颗玻璃珠，DHT11 是带格栅的白色方块。

第三，DHT11 的丝印是 + OUT −，不是 VCC/GND。 这块板子上印的跟你前面见过的所有模块都不一样——+ 就是正极，− 就是负极，第 16 课专门讲过。认丝印，别按习惯插。

四、动手第一步：两个传感器先各跑各的

别急着合起来。 第 8 课的老规矩：先让每个零件单独出个现象。

#include "DHT.h"

DHT dht(4, DHT11);          // 数据脚 GPIO4，型号 DHT11

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
}

void loop() {
  int ntc = analogRead(0);            // 热敏：0~4095 的原始数
  float t = dht.readTemperature();    // DHT11：直接给摄氏度

  Serial.print("热敏读数 ");
  Serial.print(ntc);
  Serial.print("    DHT11 ");
  Serial.print(t);
  Serial.println(" °C");

  delay(2000);                        // DHT11 要求的：别读太快
}

烧进去，打开串口。你应该看到两列数每两秒刷一次。

现在做第 12 课那个动作：用手指捏住热敏那颗玻璃珠，别松手，盯住串口。

你会看到一件很有意思的事：

• 热敏那列数字，几秒之内就开始动了
• DHT11 那列，纹丝不动地待了十几秒，才慢吞吞地往上爬

这就是"快"和"慢"的第一次同框。 别急着往下走，先把这个现象看够。

为什么 DHT11 这么慢？ 热量得从你的手指传进那颗玻璃珠，珠子自己温度升上来，电阻才变——这个过程本来就慢。DHT11 更慢，因为它内部还要把感受到的东西转换成数字，手册上要求的采样间隔是至少 1 秒（第 16 课讲的协议那套东西）。这不是坏了，是它的工作方式。

五、动手第二步：把热敏的读数变成"大概几度"

到这儿热敏给你的还是 0~4095 的原始数——"热敏读数 1520"，这话你没法跟人说。

要变成度数，就得换算。第 12 课讲过三条路（查表、B 值公式、两点线性拟合），我们走最省事的那条：两点法。

做法只有三步：

1. 看 DHT11 显示多少度（比如 25 度），同时记下热敏的读数（比如 1800）
2. 捏住热敏，等它稳住，再看 DHT11 多少度（比如 33 度），记下热敏的读数（比如 1300）
3. 在这两个点之间，用一条直线硬连起来

// ★ 下面这两个数是我编的，你必须换成自己测出来的！
int NTC_AT_25 = 1800;       // 25 度左右时，热敏的读数
int NTC_AT_33 = 1300;       // 33 度左右时，热敏的读数

float ntcTemp(int v) {
  return 25.0 + (NTC_AT_25 - v) * (33.0 - 25.0) / (NTC_AT_25 - NTC_AT_33);
}

注意那个减号的顺序——它假设"温度越高、读数越小"。你的模块是不是这个方向，得自己跑一遍确认（第 12 课那句话：写反了程序照样跑，只是永远不对，这种错误最难查）。

看一眼第 12 课那张曲线你就明白为什么这个方法粗了：真实的电阻-温度关系是条弯的，你拿一条直线去连两个点，中间那段还好，两头就越跑越偏。

说清楚：这个方法算出来的度数，粗得很。 两个点之间用直线硬连，出了这段范围就越跑越离谱。它能告诉你"大概二十六七度"，但别拿它当依据。

要准的数，看 DHT11 那一列。 热敏那个数的作用不是"报温度"，是"反应快"——这一点下一节就要用上。

六、动手第三步：让两个数同时上屏幕

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

Adafruit_SSD1306 oled(128, 64, &Wire, -1);

void drawScreen(float t, float nt) {
  oled.clearDisplay();
  oled.setTextColor(SSD1306_WHITE);

  oled.setTextSize(1);
  oled.setCursor(0, 0);
  oled.print("DHT11  ");          // 准的那个，写上面
  oled.setTextSize(2);
  oled.setCursor(0, 12);
  oled.print(t, 1);               // 保留一位小数
  oled.print("C");

  oled.setTextSize(1);
  oled.setCursor(0, 38);
  oled.print("NTC    ");          // 快的那个，写下面
  oled.setTextSize(2);
  oled.setCursor(0, 48);
  oled.print(nt, 1);
  oled.print("C");

  oled.display();
}

在 loop 里调它：drawScreen(t, ntcTemp(ntc));

现象：屏幕上下两行温度。

现在捏住热敏，盯着屏幕看。 上面那行（DHT11）半天不动，下面那行（NTC）几秒就开始爬——而且它爬得比 DHT11 高。

松手，看着它们慢慢回落。上面那行会比下面那行更晚回到原位。

你看到的，就是这两个器件的性格。

有件事我要专门说：屏幕上这两个数不一样，不是你算错了。

DHT11 的规格是 0~50°C ±2°C——它报 26 度，真实温度可能在 24 到 28 之间任何地方。差个一两度是它的正常表现，不是故障。（第 16 课那段"别拿它跟家里的温度计比对"，说的就是这个。）

热敏那边更粗：元件个体差异 + 分压电阻误差 + ADC 偏差，三层误差叠一起，能准到正负两三度就算你运气好。

所以这两个数差三四度，是正常的。 你要看的不是"哪个准"，是"它俩一会儿差多少、什么时候开始一起动"。

七、动手第四步：分工——谁报警，谁报数

现在到了这一课最关键的设计。两个传感器，报警该听谁的？

先想一个问题：DHT11 要两秒才更新一次。这两秒里，板子是"瞎"的。

如果屋里温度突然窜上去，报警晚两秒——对"报警"这件事来说，两秒挺要命的。

所以分工这样定：

这不是我瞎定的，是第 12 课那句话的直接应用——当时我说："热敏的价值是事件，不是数值。它适合回答'变热了没有'。"

现在你就是在用它回答这个问题。

先标定：那条线画在哪儿

别抄我的数。 按第 11、12 课那套流程：

1. 先空跑一两分钟，看热敏读数平时在什么范围飘
2. 用手捏住玻璃珠，看它能掉到多少（或者升到多少，看你的方向）
3. 在这两个数中间取一个，偏向"变热"那一侧一点，留点余量

int NTC_ALARM = 1500;       // ★ 换成你自己标定出来的数

void loop() {
  int v = analogRead(0);
  float nt = ntcTemp(v);
  float t  = dht.readTemperature();

  drawScreen(t, nt);

  // 热敏说"变热了"——立刻响，不等 DHT11
  if (v < NTC_ALARM) {              // 方向反了就改成 >
    digitalWrite(5, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(5, LOW);
  }

  delay(2000);                       // DHT11 要求的间隔
}

注意那个 delay(2000) 带来的一个后果：报警也是两秒才查一次。 这就有点可惜了——明明热敏是"快"的那个。

想让它真的快起来，就得把 delay(2000) 拆掉，改成用 millis() 判断"距上次读 DHT11 够两秒了吗"，中间那段时间只读热敏、只查报警。

这就是第 32 课那个 millis() 的用法，一模一样。你已经有这个工具了，试着改改看。 改不出来也没关系——这属于"锦上添花"，不改也能交作业。

八、组装：纸皮表盘

电路齐了，现在把它变成桌上能立住的一台"仪表"。

目标：一块竖着的表盘，屏幕嵌在中间，周围画着刻度，背后有个撑脚。

要剪的纸皮：面板（约 12 cm × 10 cm，开 OLED 的窗、开两个探头的窗）、背板（同样大小）、撑脚（一条 10 cm × 3 cm 的纸皮，折成 L 形），外加几条纸皮条做加固。

① 开屏幕的窗。 跟第 32 课一样——OLED 背面朝上，沿着玻璃屏的边缘描一圈，不是描整块板。垫上废纸皮，美工刀慢慢割。

② 给两个传感器开窗，这一步千万别偷懒。

在面板上另找两个位置（离屏幕远一点，别挤在一起），各开一个小方窗，让热敏的玻璃珠和DHT11 的白色格栅能露在纸皮外面。

为什么必须露出来？ 因为这两个东西测的是"空气的温度"。

• 热敏要接触空气，才能感受到温度变化
• DHT11 那个格栅更要露出来——它测湿度靠的就是让空气从格栅进去。捂在纸皮里面，它读出来的湿度就是那一小格死空气的湿度，完全没意义。

③ 画刻度——这一段是这个作品的"脸"。

在面板上、屏幕周围画一条半圆弧。不用买圆规：

拿一根线，一头用图钉按在圆心（屏幕下方的中间位置），另一头绑一支铅笔，把线拉直了转一圈，就是一个正圆。 想画大点就放长线。

在圆弧上每隔一段画一道短线，标上 0 10 20 30 40。

然后做一件让刻度"活起来"的事：把你标定出来的报警阈值（比如 30 度）那一道线，用红笔画粗、画长，旁边写上"到这儿报警"。

这样刻度就不是装饰了——它告诉你屏幕上那个数字落在哪儿、离报警还有多远。

④ 把模块粘上去。 热敏和 DHT11 从背面对准窗口，热熔胶打在板子边缘——格栅旁边千万别打胶，一格栅被胶糊住，湿度就废了。

⑤ 屏幕固定。 热熔胶点在 OLED 板子四个角上，别碰玻璃。

⑥ 装撑脚。 撑脚纸皮折成 L 形，短的那边粘在背板下方，长的那边朝后撑住桌子。先干着试一下角度，屏幕仰起来 60 度左右（比第 32 课的游戏机更立一点，因为你是平视看它的），看着舒服了再粘。

⑦ 面板和背板合起来。 用一条纸皮当"合页"粘在顶部，做成能翻开的。留个后路——以后要改线，翻开就行，不用撕。

⑧ 蜂鸣器的声音别堵死。 蜂鸣器顶上有个小发声孔，粘的时候让它朝外、别被纸皮闷住，不然声音会闷得像隔着被子。

九、排查：DHT11 一直读不出来

这是这个课题里我给你留的坑。

做完之后，你会遇到这么个现象：

屏幕上 NTC 那行数字正常在动，热敏一点问题没有。 DHT11 那行要么是 nan，要么是 0.0，要么干脆不更新。

你换了一次 delay 的数值、把库重装了一遍、把代码对着教程看了一遍——还是不行。

别急。按第 5 课那套顺序来：电 → 信号 → 代码。这次我们用电表把 DHT11 的三根针挨个量一遍。

第 0 步：先看现象分个类。 串口里是 nan 还是 0.0？

• nan 多半是"读不到/催太急/线不对"——往下查
• 一个好端端的数，只是不准——那不是故障，是它的精度（上一节讲过）

第 1 步：量供电。 直流电压档，黑表笔搭板子的 GND（记住是搭板子的地，不是搭 DHT11 的针），红表笔依次点 DHT11 的三个针：

现在看你的表。如果你量到的是下面这样：

那就是它了——+ 和 − 这两根线插反了。

第 2 步：再确认一次。 把红表笔点在 + 上、黑表笔点在 − 上——如果读数是负的（数字前面带个减号，比如 -3.3），那就更加确定了：电流的方向是反的。

第 3 步：顺手把 OUT 也量了。 如果供电正常（+=3.3V、−=0V），那就用通断档（先断电）量一下 OUT 到板子上 GPIO4 那个孔通不通——排除"信号线插错孔"（第 32 课那个坑）。

根因

DHT11 的 + 和 − 插反了。

为什么这么容易插反？ 因为这块板子不印 VCC 和 GND，它印的是 + 和 −——两个小符号，一左一右紧挨着，插线的时候手一抖就换了位置。 而它偏偏不会烧（第 16 课说过：接反了不会立刻烧，但读数一定是错的），所以什么味道、什么烟都没有，只有一行 nan 在那儿等着你。

从现象上你永远猜不到是插反了——nan 的原因太多了，"线插反"只是其中一个。但电压档一量，正负号是不会骗人的。

这个坑是我故意留的，可它也完全是真实情况——丝印不统一，是硬件这行最常见的陷阱（第 4 课那句"丝印是厂家随便印的，功能是芯片定死的"，今天又应验了一次）。

这里给你留一条更通用的经验：以后任何模块"完全没反应"，第一步永远是量它的电源针。 而量电源针的时候，要红笔点正、黑笔点负——如果你习惯性地"黑笔搭 GND、红笔到处点"，那你就只能看到"0V 和 3.3V 换了个位置"，得多想一步才能反应过来。两支表笔按极性去点，正负号会直接告诉你答案。

自测

本节你要动手做的事

• [ ] 接好四个模块：热敏 AO→GPIO0、DHT11 OUT→GPIO4、蜂鸣器→GPIO5、OLED→GPIO8/GPIO9，全部共地
• [ ] 两个传感器先各自跑通，串口里能看到两列数每两秒刷一次
• [ ] 捏住热敏，盯着串口看那十几秒——亲眼看"DHT11 一动不动"和"热敏已经动了"
• [ ] 标定热敏：用 DHT11 当参照，记下"25 度时读数多少""33 度时读数多少"
• [ ] 把两点法算出来的温度写到屏幕上，和 DHT11 那行摆在一起
• [ ] 标定报警阈值，让蜂鸣器"热了就响"——阈值用你自己测出来的
• [ ] 做纸皮表盘：开屏幕的窗、开两个探头的窗（格栅必须露在空气里）、画圆弧刻度、画出那条红色的报警线
• [ ] 如果 DHT11 读不出来，按第九节那三步量一遍。你量到 + 和 − 的电压了吗？

这个课题看起来在做一台温度计，其实在做一件更基础的事：给你两个信息源，让你决定信谁。

这件事你以后会一直遇到。 一个传感器说 A，另一个说 B，它们都不完美——工程师干的活，很多时候不是"找到那个对的"，而是"搞清楚每个的脾气，然后安排它们各自干最擅长的那一段"。

你今天给热敏和 DHT11 分了一次工，这就是这件事最小的一次练习。

说句实在的：这一课你真正花时间的，多半不是写代码，是标定——捏着那颗玻璃珠等它稳、拿笔在纸上记两个数、翻来覆去试那条阈值该画哪儿。

这部分确实枯燥，但它就是硬件工程的日常。 现实中的产品，参数都不是从教程上抄来的，是一次次测出来、调出来的。你愿意花这个时间，你就跟"照着视频抄一遍"的人不是一回事了。

下一课我们做第 34 课：联网天气站——这节课你的温度计只知道自己桌上几度，下一课它要知道全世界的天气。

而且下一课有点不一样：前面所有作品的板子都只在桌上自娱自乐，从下一课起，它读的是真实世界的数据。