Μέτρηση θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας STS21 και Raspberry Pi: 4 βήματα

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

Ο ψηφιακός αισθητήρας θερμοκρασίας STS21 προσφέρει ανώτερες επιδόσεις και αποτύπωμα εξοικονόμησης χώρου. Παρέχει βαθμονομημένα, γραμμικά σήματα σε ψηφιακή μορφή I2C. Η κατασκευή αυτού του αισθητήρα βασίζεται στην τεχνολογία CMOSens, η οποία αποδίδει στην ανώτερη απόδοση και αξιοπιστία του STS21. Η ανάλυση του STS21 μπορεί να αλλάξει με εντολή, μπορεί να ανιχνευθεί χαμηλή μπαταρία και το άθροισμα ελέγχου βοηθά στη βελτίωση της αξιοπιστίας της επικοινωνίας.

Σε αυτό το σεμινάριο αποδεικνύεται η διασύνδεση της μονάδας αισθητήρα STS21 με raspberry pi και έχει επίσης απεικονιστεί ο προγραμματισμός της χρησιμοποιώντας γλώσσα python. Για να διαβάσετε τις τιμές θερμοκρασίας, χρησιμοποιήσαμε βατόμουρο pi με προσαρμογέα I2c. Αυτός ο προσαρμογέας I2C καθιστά τη σύνδεση με τη μονάδα αισθητήρα εύκολη και πιο αξιόπιστη.

Βήμα 1: Απαιτείται υλικό:

Τα υλικά που χρειαζόμαστε για την επίτευξη του στόχου μας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στοιχεία υλικού:

1. STS21

2. Βατόμουρο πι

3. Καλώδιο I2C

4. I2C Shield για raspberry pi

5. Καλώδιο Ethernet

Βήμα 2: Σύνδεση υλικού:

Το τμήμα σύνδεσης υλικού εξηγεί βασικά τις συνδέσεις καλωδίωσης που απαιτούνται μεταξύ του αισθητήρα και του raspberry pi. Η διασφάλιση των σωστών συνδέσεων είναι η βασική ανάγκη ενώ εργάζεστε σε οποιοδήποτε σύστημα για την επιθυμητή έξοδο. Έτσι, οι απαιτούμενες συνδέσεις είναι οι εξής:

Το STS21 θα λειτουργήσει μέσω I2C. Ακολουθεί το παράδειγμα διαγράμματος καλωδίωσης, που δείχνει πώς συνδέεται κάθε διασύνδεση του αισθητήρα.

Εκτός συσκευασίας, ο πίνακας έχει διαμορφωθεί για διεπαφή I2C, ως εκ τούτου συνιστούμε τη χρήση αυτής της σύνδεσης εάν είστε αλλιώς αγνωστικιστής. Το μόνο που χρειάζεστε είναι τέσσερα καλώδια!

Απαιτούνται μόνο τέσσερις συνδέσεις ακροδέκτες Vcc, Gnd, SCL και SDA και αυτές συνδέονται με τη βοήθεια καλωδίου I2C.

Αυτές οι συνδέσεις φαίνονται στις παραπάνω εικόνες.

Βήμα 3: Κωδικός για μέτρηση θερμοκρασίας:

Το πλεονέκτημα της χρήσης του raspberry pi είναι ότι σας παρέχει την ευελιξία της γλώσσας προγραμματισμού στην οποία θέλετε να προγραμματίσετε τον πίνακα προκειμένου να διασυνδέσετε τον αισθητήρα με αυτό. Αξιοποιώντας αυτό το πλεονέκτημα αυτού του πίνακα, αποδεικνύουμε εδώ τον προγραμματισμό του στον πύθωνα. Η Python είναι μία από τις ευκολότερες γλώσσες προγραμματισμού με την ευκολότερη σύνταξη. Μπορείτε να κατεβάσετε τον κώδικα python για το STS21 από την κοινότητα github που είναι η Κοινότητα καταστημάτων DCUBE.

Εκτός από την ευκολία των χρηστών, εξηγούμε τον κώδικα και εδώ:

Ως πρώτο βήμα κωδικοποίησης πρέπει να κατεβάσετε τη βιβλιοθήκη SMBus σε περίπτωση python, επειδή αυτή η βιβλιοθήκη υποστηρίζει τις λειτουργίες που χρησιμοποιούνται στον κώδικα. Έτσι, για να κατεβάσετε τη βιβλιοθήκη μπορείτε να επισκεφθείτε τον ακόλουθο σύνδεσμο:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

Μπορείτε επίσης να αντιγράψετε τον κωδικό εργασίας από εδώ:

εισαγωγή smbus

χρόνο εισαγωγής

# Λήψη I2C busbus = smbus. SMBus (1)

# Διεύθυνση STS21, 0x4A (74)

# Επιλέξτε εντολή

# 0xF3 (243) Μέτρηση θερμοκρασίας σε λειτουργία NO HOLD

bus.write_byte (0x4A, 0xF3)

ώρα. ύπνος (0,5)

# Διεύθυνση STS21, 0x4A (74)

# Διαβάστε τα δεδομένα πίσω, 2 byte, πρώτα MSB

data0 = bus.read_byte (0x4A)

data1 = bus.read_byte (0x4A)

# Μετατρέψτε τα δεδομένα

temp = (data0 * 256 + data1) & 0xFFFC

cTemp = -46,85 + (175,72 * temp / 65536,0)

fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Έξοδος δεδομένων στην οθόνη

εκτύπωση "Η θερμοκρασία σε Κελσίου είναι: %.2f C" %cTemp

εκτύπωση "Η θερμοκρασία σε Φαρενάιτ είναι: %.2f F" %fTemp

Ο κώδικας εκτελείται χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εντολή:

$> python STS21.py gt; python STS21.py

Η έξοδος του αισθητήρα εμφανίζεται στην παραπάνω εικόνα για αναφορά του χρήστη.

Βήμα 4: Εφαρμογές:

Ο ψηφιακός αισθητήρας θερμοκρασίας STS21 μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα που απαιτούν παρακολούθηση θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας. Μπορεί να ενσωματωθεί σε διάφορους εξοπλισμούς υπολογιστών, ιατρικούς εξοπλισμούς και συστήματα βιομηχανικού ελέγχου με την απαραίτητη μέτρηση θερμοκρασίας με εξαιρετική ακρίβεια.