Δημιουργήστε ένα υγρόμετρο στο σπίτι χρησιμοποιώντας Raspberry Pi και SI7021: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Είναι υγρό σήμερα; Μου φαίνεται λίγο υγρό

Μερικές φορές για εμάς, η υψηλή υγρασία αποδεικνύεται ότι είναι πραγματικά άβολη καθώς και ανθυγιεινή. Για τους ιδιοκτήτες, μπορεί επίσης να προκαλέσει πιθανή ζημιά. Για ένα σπίτι, η υψηλή υγρασία καταστρέφει τα ξύλινα πατώματα και τα έπιπλα με ενθαρρυντική ανάπτυξη μούχλας γύρω μας. Από καλή τύχη, υπάρχουν μέθοδοι που σας επιτρέπουν να παρακολουθείτε και να ελέγχετε την υγρασία στο σπίτι.

Σε αυτή τη σταυροφορία θα φτιάξουμε ένα Υγρόμετρο, ένα σύστημα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε υγρασία στην ατμόσφαιρα, χρησιμοποιώντας ένα Raspberry Pi και έναν αισθητήρα SI7021, υγρασίας και θερμοκρασίας. Ο στόχος μας ήταν να ελέγξουμε τη σχετική υγρασία και τη θερμοκρασία στο διαμέρισμα (η ιδανική σχετική υγρασία είναι περίπου 40-50%, η ιδανική θερμοκρασία δωματίου είναι περίπου μεταξύ 15 ° C (59 ° F) και 30 ° C (86 ° F)) και ένα ο τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε ένα υγρόμετρο. Θα μπορούσαμε, φυσικά, να έχουμε αγοράσει ένα, αλλά έχοντας στο χέρι ένα Raspberry Pi και αισθητήρα υγρασίας & θερμοκρασίας, σκεφτήκαμε ότι θα φτιάξουμε ένα (Γιατί όχι!).

Βήμα 1: Needy Imperative Gear

Χωρίς να γνωρίζω τα ακριβή μέρη, την αξία τους και πού να τα πάρω στη γη, είναι πραγματικά ενοχλητικό. Μην ανησυχείτε. Το έχουμε ταξινομήσει για εσάς. Μόλις τελειώσετε όλα τα τετράγωνα, θα πρέπει να είναι ένα στιγμιότυπο για να κάνετε αυτό το έργο.

1. Raspberry Pi

Το πρώτο βήμα ήταν η απόκτηση ενός πίνακα Raspberry Pi. Το Raspberry Pi είναι ένας υπολογιστής που βασίζεται σε Linux με έναν πίνακα. Αυτός ο μικρός υπολογιστής διαθέτει πολλές δυνατότητες υπολογιστικής ισχύος, που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά έργα και απλές λειτουργίες όπως υπολογιστικά φύλλα, επεξεργασία κειμένου, περιήγηση στον ιστό και ηλεκτρονικό ταχυδρομείο και παιχνίδια.

2. I²C Shield για το Raspberry Pi

Κατά τη γνώμη μας, το μόνο που λείπει πραγματικά από το Raspberry Pi 2 και το Pi 3 είναι μια θύρα I²C. Ο INPI2 (προσαρμογέας I2C) παρέχει στο Raspberry Pi 2/3 μια θύρα I²C για χρήση με πολλές συσκευές I²C. Είναι διαθέσιμο στο Dcube Store.

3. Αισθητήρας υγρασίας και θερμοκρασίας SI7021

Ο SI7021 I²C Humidity and 2-Zone Temperature Sensor είναι ένας μονολιθικός CMOS IC που ενσωματώνει στοιχεία αισθητήρα υγρασίας και θερμοκρασίας, έναν αναλογικό σε ψηφιακό μετατροπέα, επεξεργασία σήματος, δεδομένα βαθμονόμησης και μια διεπαφή I²C. Αγοράσαμε αυτόν τον αισθητήρα από το Dcube Store.

4. Καλώδιο σύνδεσης I²C

Είχαμε το καλώδιο σύνδεσης I²C διαθέσιμο στοDcubeStore.

5. Καλώδιο Micro USB

Το λιγότερο περίπλοκο, αλλά το πιο αυστηρό όσον αφορά την απαίτηση ισχύος είναι το Raspberry Pi! Ο ευκολότερος τρόπος τροφοδοσίας του Raspberry Pi είναι μέσω του καλωδίου Micro USB.

6 Καλώδιο Ethernet (LAN)/ Προσαρμογέας USB WiFi

Κοιτάζετε ποτέ τη ζωή σας και σκέφτεστε, τι μου έκανε το διαδίκτυο;

Ο κλασικός τρόπος για να συνδέσετε το Raspberry Pi είναι να χρησιμοποιήσετε ένα καλώδιο Ethernet και να το συνδέσετε στο δρομολογητή δικτύου σας. Εναλλακτικά, η σύνδεση WiFi μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω σύνδεσης ενός dongle WiFi και αριστερού κλικ στο εικονίδιο δικτύου για να εμφανιστεί μια λίστα με τα διαθέσιμα δίκτυα WiFi.

7. Καλώδιο HDMI/ Απομακρυσμένη πρόσβαση

Με καλώδιο HDMI επί του σκάφους, μπορείτε να το συνδέσετε σε ψηφιακή τηλεόραση ή σε οθόνη. Θέλετε έναν λιτό τρόπο! Το Raspberry Pi μπορεί να έχει πρόσβαση από απόσταση χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους όπως-SSH και Access μέσω Διαδικτύου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό ανοιχτού κώδικα PuTTY.

Μισώ τα μαθηματικά, αλλά μου αρέσει να μετράω χρήματα

Βήμα 2: Δημιουργία συνδέσεων υλικού

Σε γενικές γραμμές, το κύκλωμα είναι αρκετά ευθεία. Κάντε το κύκλωμα σύμφωνα με το σχηματικό σχήμα που φαίνεται. Η διάταξη είναι σχετικά απλή και δεν πρέπει να έχετε κανένα πρόβλημα.

Στην περίπτωσή μας, αναθεωρήσαμε ορισμένα βασικά ηλεκτρονικά για να ανανεώσουμε τη μνήμη για υλικό και λογισμικό. Θέλαμε να σχεδιάσουμε ένα απλό ηλεκτρονικό σχήμα για αυτό το έργο. Τα ηλεκτρονικά σχήματα είναι σαν ένα σχέδιο για τα ηλεκτρονικά. Σχεδιάστε ένα σχέδιο και ακολουθήστε προσεκτικά το σχέδιο.

Raspberry Pi και I²C Shield Connection

Πρώτα απ 'όλα πάρτε το Raspberry Pi και τοποθετήστε το I²C Shield σε αυτό. Πιέστε απαλά το Shield στους ακροδέκτες GPIO. Κάντε ό, τι είναι σωστό, όχι αυτό που είναι εύκολο (δείτε την εικόνα παραπάνω).

Αισθητήρας και Raspberry Pi Connection

Πάρτε τον αισθητήρα και συνδέστε το καλώδιο I²C με αυτόν. Για σωστή λειτουργία αυτού του καλωδίου, θυμηθείτε ότι η έξοδος I²C συνδέεται ΠΑΝΤΑ στην είσοδο I²C. Το ίδιο έπρεπε να ακολουθηθεί και για το Raspberry Pi με την ασπίδα I²C τοποθετημένη πάνω του.

Το μεγάλο πλεονέκτημα της χρήσης του I²C Shield/Adapter και των καλωδίων σύνδεσης είναι ότι δεν έχουμε άλλα προβλήματα στερέωσης καλωδίων που μπορεί να προκαλέσουν απογοήτευση και κατανάλωση χρόνου για να διορθωθεί, ειδικά όταν δεν είστε σίγουροι από πού να ξεκινήσετε την αντιμετώπιση προβλημάτων. Απλά η απλή διαδικασία που αναφέραμε. Είναι επιλογή plug and play.

Σημείωση: Το καφέ σύρμα πρέπει πάντα να ακολουθεί τη σύνδεση Ground (GND) μεταξύ της εξόδου μιας συσκευής και της εισόδου μιας άλλης συσκευής

Η σύνδεση στο Διαδίκτυο είναι σημαντική

Για να πετύχουμε το έργο μας, χρειαζόμαστε πρόσβαση στο Διαδίκτυο για το Raspberry Pi. Έχετε δύο επιλογές εδώ. Είτε μπορείτε να συνδέσετε το Raspberry Pi στο δίκτυο χρησιμοποιώντας καλώδιο Ethernet είτε να χρησιμοποιήσετε προσαρμογέα USB σε WiFi για συνδεσιμότητα WIFI. Είτε έτσι είτε αλλιώς, εφόσον είναι συνδεδεμένο στο διαδίκτυο καλύπτεστε.

Τροφοδοσία του κυκλώματος

Συνδέστε το καλώδιο Micro USB στην υποδοχή τροφοδοσίας του Raspberry Pi. Ενεργοποιήστε το και βγαίνουμε στο δρόμο.

Η γενιά μας είναι καλύτερα προετοιμασμένη για μια αποκάλυψη Zombie παρά μια ώρα χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα

Σύνδεση με οθόνη

Μπορούμε είτε να συνδέσουμε το καλώδιο HDMI σε μια νέα οθόνη/τηλεόραση είτε να συνδέσουμε εξ αποστάσεως το Raspberry Pi χρησιμοποιώντας εργαλεία απομακρυσμένης πρόσβασης όπως-SSH/PuTTY, τα οποία είναι οικονομικά αποδοτικά. Είναι λίγο δημιουργική προσέγγιση αν βρείτε τη χρήση των γύρω πόρων.

Βήμα 3: Προγραμματισμός Raspberry Pi σε Python

Μπορείτε να δείτε τον κώδικα Python για το Raspberry Pi και το SI7021 στοGithubrepository μας.

Πριν προχωρήσετε στο πρόγραμμα, βεβαιωθείτε ότι έχετε ρίξει μια ματιά στις οδηγίες που δίνονται στο αρχείο Readme και ρυθμίστε το Raspberry Pi σύμφωνα με αυτό.

Η υγρασία αναφέρεται στην παρουσία ενός υγρού, ιδιαίτερα του νερού, συχνά σε ιχνοστοιχεία. Μικρές ποσότητες νερού μπορεί να βρεθούν, για παράδειγμα, στον αέρα (υγρασία), στα τρόφιμα και σε διάφορα εμπορικά προϊόντα. Η υγρασία αναφέρεται επίσης στην ποσότητα υδρατμών που υπάρχει στον αέρα.

Παρακάτω είναι ο κώδικας python και μπορείτε να τον κλωνοποιήσετε και να κάνετε αυτοσχεδιασμό αν χρειαστεί.

# Διανέμεται με άδεια ελεύθερης βούλησης.# Χρησιμοποιήστε το με όποιον τρόπο θέλετε, κερδοσκοπικό ή δωρεάν, υπό την προϋπόθεση ότι ταιριάζει στις άδειες των σχετικών έργων του. # SI7021 # Αυτός ο κώδικας έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με το Mini Module SI7021_I2CS I2C διαθέσιμο από το ControlEverything.com. #

εισαγωγή smbus

χρόνο εισαγωγής

# Πάρτε το λεωφορείο I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# SI7021 διεύθυνση, 0x40 (64)

# 0xF5 (245) Επιλέξτε Σχετική υγρασία NO HOLD master bus.write_byte (0x40, 0xF5)

ώρα. ύπνος (0,3)

# Διεύθυνση SI7021, 0x40 (64)

# Ανάγνωση δεδομένων πίσω, 2 byte, Υγρασία MSB πρώτα δεδομένα0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

υγρασία = ((δεδομένα0 * 256 + δεδομένα1) * 125 / 65536.0) - 6

ώρα. ύπνος (0,3)

# Διεύθυνση SI7021, 0x40 (64)

# 0xF3 (243) Επιλέξτε θερμοκρασία NO HOLD κύρια λειτουργία bus.write_byte (0x40, 0xF3)

ώρα. ύπνος (0,3)

# SI7021 διεύθυνση, 0x40 (64)

# Ανάγνωση δεδομένων πίσω, 2 byte, Θερμοκρασία MSB πρώτα δεδομένα0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

cTemp = ((data0 * 256 + data1) * 175.72 / 65536.0) - 46.85 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# Έξοδος δεδομένων στην οθόνη

εκτύπωση "Σχετική υγρασία είναι: %.2f %%" %υγρασία εκτύπωσης "Η θερμοκρασία σε Κελσίου είναι: %.2f C" %cTemp print "Η θερμοκρασία σε Φαρενάιτ είναι: %.2f F" %fTemp

Βήμα 4: Λειτουργία εργασίας

Τώρα, κάντε λήψη (ή git pull) τον κώδικα και ανοίξτε τον στο Raspberry Pi.

Εκτελέστε τις εντολές για να μεταγλωττίσετε και να ανεβάσετε τον κώδικα στο τερματικό και να δείτε την έξοδο στην οθόνη. Μετά από λίγα λεπτά, θα εμφανίσει όλες τις μεταβλητές. Ξεκινήστε με μερικές σκέψεις ή θέματα και δείτε τι μπορείτε να καταλήξετε.

Βήμα 5: Εφαρμογές και δυνατότητες

Το SI7021 προσφέρει μια ακριβή ψηφιακή λύση χαμηλής ισχύος, βαθμονομημένη από εργοστάσιο, ιδανική για τη μέτρηση της υγρασίας, του σημείου δρόσου και της θερμοκρασίας, σε εφαρμογές όπως HVAC/R, Θερμοστάτες/Υγραντήρες, Αναπνευστική Θεραπεία, Λευκά Είδη, Εσωτερικοί Μετεωρολογικοί Σταθμοί, Μικροπεριβάλλοντα /Data Centers, Automotive Climate Control and Defogging, Asset and Goods Tracing και Mobile Phone and Tablets.

Για π.χ. Μπορείτε να βελτιώσετε αυτό το έργο σε Ένδειξη HVAC για εσωτερική και οχητική περιβαλλοντική άνεση. Διατηρεί το θερμικό περιβάλλον καθορίζοντας τον έλεγχο της θερμοκρασίας, την αναπλήρωση οξυγόνου και την απομάκρυνση της υγρασίας, των οσμών, του καπνού, της θερμότητας, της σκόνης, των βακτηρίων στο αέρα, του διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων. Εκτός από τους αισθητήρες υγρασίας και θερμοκρασίας, μπορείτε να βοηθήσετε αυτό το έργο με αισθητήρες που κυμαίνονται από πίεση, ποιότητα αέρα, ανιχνευτή καπνού έως αισθητήρες φωτός και εγγύτητας. Μπορείτε να κάνετε βελτιώσεις στον κώδικα σύμφωνα με το επιθυμητό υλικό που εφαρμόζεται και στη συνέχεια να έχετε τη δική σας ρύθμιση για να νιώθετε θερμικά άνετοι. Αυτό το έργο είναι υπέροχο για παιδιά και θέλετε να τους δείξετε μερικά φοβερά πράγματα, γνωρίζετε τη μάθηση ενώ παίζετε. Ένα μικρό έργο όπως αυτό μπορεί να είναι πιο φοβερό για τα παιδιά.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Αν αναρωτιέστε να κοιτάξετε στον κόσμο του Raspberry Pi, τότε μπορείτε να εκπλαγείτε χρησιμοποιώντας τα βασικά της ηλεκτρονικής, την κωδικοποίηση, το σχεδιασμό, τη συγκόλληση και τι όχι. Σε αυτή τη διαδικασία, μπορεί να υπάρχουν κάποια έργα που μπορεί να είναι εύκολα, ενώ μερικά μπορεί να σας δοκιμάσουν, να σας προκαλέσουν. Μπορείτε όμως να κάνετε έναν τρόπο και να τον τελειοποιήσετε τροποποιώντας και δημιουργώντας μια δική σας δημιουργία. Για τη βοήθειά σας, έχουμε ένα καταπληκτικό σεμινάριο βίντεο στο YouTube που μπορεί να σας βοηθήσει στην εξερεύνησή σας και για περαιτέρω επεξήγηση κάθε πτυχής του έργου. Ελπίζουμε να το βρείτε καταπληκτικό και χρήσιμο. Παρακαλώ απαντήστε μας για τυχόν τροποποιήσεις.