Χρησιμοποιώντας το Raspberry Pi, αξιολογήστε την υγρασία και τη θερμοκρασία με βήματα SI7006: 6

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

Όντας λάτρης του Raspberry Pi, σκεφτήκαμε μερικά πιο θεαματικά πειράματα με αυτό.

Σε αυτήν την καμπάνια, θα μετρήσουμε τη θερμοκρασία και την υγρασία που πρέπει να ελέγχουμε, χρησιμοποιώντας έναν Raspberry Pi και έναν αισθητήρα SI7006, Υγρασίας και θερμοκρασίας. Ας ρίξουμε λοιπόν μια ματιά σε αυτό το ταξίδι για την κατασκευή ενός συστήματος μέτρησης της υγρασίας.

Βήμα 1: Υποχρεωτική συσκευή που χρειαζόμαστε

Χωρίς να γνωρίζω ακριβή μέρη, την αξία τους και πού να τα αποκτήσω, είναι πραγματικά ενοχλητικό. Μην ανησυχείτε. Το έχουμε ταξινομήσει για εσάς. Μόλις πάρετε τα χέρια σας σε όλα τα μέρη, το έργο θα είναι τόσο γρήγορο όσο ο Μπολτ στο σπριντ των 100 μέτρων.

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 μίνι υπολογιστής γενικής χρήσης, του οποίου το μικρό μέγεθος, οι δυνατότητες και η χαμηλή τιμή το καθιστούν βιώσιμο για χρήση σε βασικές λειτουργίες Η / Υ, σύγχρονες εφαρμογές όπως το IoT, το Home Automation, το Smart Cities και πολλά άλλα.

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 κατάστημα DCUBE.

3. Αισθητήρας υγρασίας και θερμοκρασίας SI7006

Ο αισθητήρας υγρασίας και θερμοκρασίας Si7006 I²C είναι ένα μονολιθικό στοιχείο CMOS IC που ενσωματώνει στοιχείο αισθητήρα υγρασίας και θερμοκρασίας, μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, επεξεργασία σήματος, δεδομένα βαθμονόμησης και διεπαφή I²C. Αγοράσαμε αυτόν τον αισθητήρα από το κατάστημα DCUBE.

4. Καλώδιο σύνδεσης I2C

Είχαμε το καλώδιο σύνδεσης I²C διαθέσιμο στο κατάστημα DCUBE.

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)/ USB Dongle WiFi

"να είσαι δυνατός" ψιθύρισα στο σήμα wifi μου. Συνδέστε το Raspberry Pi σας με ένα καλώδιο Ethernet (LAN) και συνδέστε το στο δρομολογητή δικτύου σας. Εναλλακτικά, αναζητήστε έναν προσαρμογέα WiFi και χρησιμοποιήστε μία από τις θύρες USB για πρόσβαση στο ασύρματο δίκτυο. Είναι μια έξυπνη επιλογή, εύκολη, μικρή και φθηνή!

7. Καλώδιο HDMI/Απομακρυσμένη πρόσβαση

Με καλώδιο HDMI επί του σκάφους, μπορείτε να το συνδέσετε σε ψηφιακή τηλεόραση ή σε οθόνη. Θέλετε να εξοικονομήσετε χρήματα! 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.

Τα χρήματα συχνά κοστίζουν πάρα πολύ

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 θα πρέπει να έχετε κανένα πρόβλημα. Στην περιφρόνησή μας, αναθεωρήσαμε ορισμένα βασικά ηλεκτρονικά για να ανανεώσουμε τη μνήμη μας 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. Για περαιτέρω έρευνα στα ηλεκτρονικά, το YouTube μπορεί να σας ενδιαφέρει (αυτό είναι το κλειδί!).

Raspberry Pi και I2C Shield Connection

Πρώτα απ 'όλα πάρτε το Raspberry Pi και τοποθετήστε το I²C Shield σε αυτό. Πιέστε απαλά την ασπίδα. Όταν ξέρεις τι κάνεις, είναι ένα κομμάτι κέικ. (Δείτε την παραπάνω φωτογραφία).

Αισθητήρας και Raspberry Pi Connection

Πάρτε τον αισθητήρα και συνδέστε το καλώδιο I²C σε αυτόν. Για καλύτερη απόδοση αυτού του καλωδίου, θυμηθείτε ότι η έξοδος I²C συνδέεται ΠΑΝΤΑ με την είσοδο I²C. Το ίδιο πρέπει να γίνει 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 προβλήματα καλωδίωσης που μπορεί να προκαλέσουν απογοήτευση και να είναι χρονοβόρα για να διορθωθεί, ειδικά όταν δεν είστε σίγουροι από πού να ξεκινήσετε την αντιμετώπιση προβλημάτων. Είναι μια επιλογή plug and play (Αυτό είναι plug, unplug and play. Είναι τόσο απλό στη χρήση, είναι απίστευτο).

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

Η δικτύωση είναι σημαντική

Για να πετύχουμε το έργο μας, χρειαζόμαστε σύνδεση στο Διαδίκτυο για το Raspberry Pi. Για αυτό, έχετε επιλογές όπως τη σύνδεση καλωδίου Ethernet (LAN) με το οικιακό δίκτυο. Επίσης, ως εναλλακτικός αλλά βολικός τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν προσαρμογέα WiFi. Μερικές φορές για αυτό, χρειάζεστε έναν οδηγό για να λειτουργήσει. Προτιμήστε λοιπόν αυτό με Linux στην περιγραφή.

Τροφοδοσία του κυκλώματος

Συνδέστε το καλώδιο Micro USB στην υποδοχή τροφοδοσίας του Raspberry Pi. Ενεργοποιήστε το και σβήνουμε.

Με μεγάλη ισχύ έρχεται τεράστιος λογαριασμός ρεύματος

Σύνδεση στην οθόνη

Μπορούμε είτε να έχουμε το καλώδιο HDMI συνδεδεμένο με μια νέα οθόνη/τηλεόραση είτε μπορούμε να είμαστε λίγο καλλιτεχνικοί για να φτιάξουμε ένα εξ αποστάσεως συνδεδεμένο Raspberry Pi το οποίο είναι οικονομικό χρησιμοποιώντας εργαλεία απομακρυσμένης πρόσβασης όπως-SSH και PuTTY.

Θυμηθείτε, ακόμη και ο Batman πρέπει να μειώσει σε αυτήν την οικονομία

Βήμα 3: Προγραμματισμός Python Raspberry Pi

Μπορείτε να δείτε τον κώδικα Python για τα Raspberry Pi και SI7006 Sensor στο αποθετήριο Github.

Πριν μπείτε στο πρόγραμμα, βεβαιωθείτε ότι έχετε διαβάσει τις οδηγίες που δίνονται στο αρχείο Readme και ρυθμίστε το Raspberry Pi σύμφωνα με αυτό. Θα χρειαστεί μόνο μια στιγμή εάν το ξεφύγετε πρώτα. Η υγρασία είναι η ποσότητα υδρατμών στον αέρα. Οι υδρατμοί είναι η αέρια φάση του νερού και είναι αόρατη. Η υγρασία υποδηλώνει την πιθανότητα βροχόπτωσης, δροσιάς ή ομίχλης. Η σχετική υγρασία (συντομογραφία RH) είναι ο λόγος της μερικής πίεσης των υδρατμών προς την πίεση ισορροπίας ατμών του νερού σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Η σχετική υγρασία εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση του συστήματος που μας ενδιαφέρει.

Παρακάτω είναι ο κώδικας python και μπορείτε να κλωνοποιήσετε και να επεξεργαστείτε τον κώδικα με όποιον τρόπο προτιμάτε.

# 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. # SI7006-A20 # Αυτός ο κωδικός έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με το Mini Module SI7006-A20_I2CS I2C που διατίθεται από το ControlEverything.com. #

εισαγωγή smbus

χρόνο εισαγωγής

# Πάρτε το λεωφορείο I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# SI7006_A20 διεύθυνση, 0x40 (64)

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

ώρα. ύπνος (0,5)

# SI7006_A20 διεύθυνση, 0x40 (64)

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

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

υγρασία = (125,0 * (δεδομένα0 * 256,0 + δεδομένα1) / 65536,0) - 6,0

# SI7006_A20 διεύθυνση, 0x40 (64)

# 0xF3 (243) Επιλέξτε θερμοκρασία NO HOLD MASTER mode bus.write_byte (0x40, 0xF3)

ώρα. ύπνος (0,5)

# SI7006_A20 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 = (175,72 * (δεδομένα0 * 256,0 + δεδομένα1) / 65536,0) - 46,85 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Έξοδος δεδομένων στην οθόνη

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

Βήμα 4: Λειτουργία πρακτικότητας

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

Εκτελέστε τις εντολές για μεταγλώττιση και μεταφόρτωση του κώδικα στο τερματικό και δείτε την έξοδο στην οθόνη. Μετά από λίγα λεπτά, θα εμφανίσει όλες τις παραμέτρους. Αφού βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν τέλεια, μπορείτε να αυτοσχεδιάσετε και να προχωρήσετε περαιτέρω με το έργο να το μεταφέρει σε πιο ενδιαφέροντα μέρη.

Βήμα 5: Εφαρμογές και δυνατότητες

Το Si7006 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 Tracking and Mobile Phones and Tablets.

Για π.χ. Πώς μου αρέσουν τα αυγά μου; Εμ, σε μια τούρτα!

Μπορείτε να φτιάξετε ένα έργο Θερμοκοιτίδα Student Classroom, μια συσκευή που χρησιμοποιείται για περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως θερμοκρασία και υγρασία που πρέπει να ελέγχονται, χρησιμοποιώντας Raspberry Pi και SI7006-A20. Εκκόλαψη αυγών στην τάξη! Θα είναι ένα ευχάριστο και ενημερωτικό επιστημονικό έργο και επίσης το πρώτο χέρι στην εμπειρία για τους μαθητές να δουν τη μορφή ζωής στη βασική της. Η φοιτητική θερμοκοιτίδα στην τάξη είναι ένα αρκετά γρήγορο έργο. Τα παρακάτω πρέπει να κάνουν μια διασκεδαστική και επιτυχημένη εμπειρία για εσάς και τους μαθητές σας. Ας ξεκινήσουμε με τον τέλειο εξοπλισμό προτού εκκολαφθούν αυγά με τα νεαρά μυαλά.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Η εμπιστοσύνη σε αυτό το εγχείρημα προκαλεί περαιτέρω πειραματισμούς. 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. Για την καλύτερη εξυπηρέτησή σας, έχουμε ένα ενδιαφέρον σεμινάριο βίντεο στο YouTube που μπορεί να ανοίξει πόρτες για τις ιδέες σας. Μπορείτε όμως να κάνετε έναν τρόπο και να τον τελειοποιήσετε τροποποιώντας και δημιουργώντας μια δική σας δημιουργία. Διασκεδάστε και εξερευνήστε περισσότερα!