Δίκτυο αισθητήρων θερμοκρασίας: 6 βήματα

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

Η θερμοκρασία και η υγρασία είναι ζωτικά δεδομένα στο εργαστήριο, την κουζίνα, τη γραμμή παραγωγής, το γραφείο, τα ρομπότ δολοφόνων, ακόμη και το σπίτι σας. Εάν πρέπει να παρακολουθείτε πολλές τοποθεσίες ή δωμάτια ή χώρους, χρειάζεστε κάτι αξιόπιστο, συμπαγές, ακριβές και προσιτό. Μπορείτε να αγοράσετε ακριβούς αισθητήρες, αλλά εάν παρακολουθείτε πολλαπλά δωμάτια, αυτό μπορεί να προκαλέσει τα έξοδά σας στα ύψη. Αυτό το σεμινάριο θα σας δείξει πώς να δημιουργήσετε αυτούς τους αισθητήρες και να παρακολουθείτε τα δεδομένα σας χωρίς να σπάσετε την τράπεζα.

Αυτή είναι μια τέλεια εφαρμογή για ένα Raspberry Pi Zero WH $ 14, καθώς αυτή η συσκευή είναι συμπαγής, φθηνή, ισχυρή και διαθέτει ενσωματωμένο WiFi. Η ρύθμιση για κάθε κόμβο αισθητήρα θα κοστίσει ~ 31 $ συν μεταφορικά, φόρους και θήκη. Μπορείτε εύκολα να αποκτήσετε μαζικά κάθε παραπάνω αντικείμενο για να ελαχιστοποιήσετε τα έξοδα αποστολής, με εξαίρεση το Raspberry Pi Zero WH, το οποίο μπορεί να είναι πιο δύσκολο εκτός του Ηνωμένου Βασιλείου. Δεν μπορείτε να βρείτε έναν προμηθευτή που σας επιτρέπει να αγοράσετε περισσότερους από έναν μηδενικούς κανόνες για τους κανόνες Raspberry Pi Foundation.

Χρησιμοποιούμε το Zero WH των 14 $ αντί του Zero W των 10 $, αφού το Zero WH έχει προ-συγκολλημένη την κεφαλίδα, κάτι που θα κάνει τη συναρμολόγηση του έργου μας εξαιρετικά γρήγορη και εύκολη. Χρησιμοποιούμε τον αισθητήρα θερμοκρασίας/υγρασίας DHT22 λόγω της ακρίβειας θερμοκρασίας (+/- 0,5 ° C), του εύρους υγρασίας (0-100%) και του χαμηλού κόστους. Θέλουμε επίσης κάτι πολύ εύκολο να συνδεθεί χωρίς να χρειαστεί να προσθέσουμε αντίσταση έλξης.

Προμήθειες

• Raspberry Pi Zero WH ($ 14)
• Κάρτα Micro SD (4 $)
• Τροφοδοτικό Raspberry Pi ($ 8)
• Αισθητήρας θερμοκρασίας/υγρασίας DHT22 ($ 5)
• (Προαιρετικά) Θήκη Raspberry Pi Zero W ($ 6)

Βήμα 1: Συναρμολόγηση

Το DHT22 θα έχει τρεις ακίδες που θα χρειαστείτε για να συνδέσετε στο Pi Zero WH: 5V, Ground και δεδομένα. Ο ακροδέκτης τροφοδοσίας στο DHT22 θα φέρει την ένδειξη «+» ή «5V». Συνδέστε το με το pin 2 (επάνω δεξιά καρφίτσα, 5V) του Pi Zero WH. Η καρφίτσα γείωσης στο DHT22 θα φέρει την ένδειξη «-» ή «Gnd». Συνδέστε το με τον πείρο 6 (δύο ακίδες κάτω από τον πείρο 5V) στο Pi Zero WH. Το υπόλοιπο pin στο DHT22 είναι το pin δεδομένων και θα φέρει την ένδειξη "out" ή "s" ή "data". Συνδέστε το σε μία από τις καρφίτσες GPIO στο Zero WH, όπως το GPIO4 (καρφίτσα 7). Οι συνδέσεις σας πρέπει να μοιάζουν με την εικόνα που περιλαμβάνεται.

Βήμα 2: Ρύθμιση λογισμικού

Θα χρειαστείτε οθόνη και πληκτρολόγιο για να ρυθμίσετε το Pi Zero WH την πρώτη φορά. Μόλις ρυθμιστεί, δεν θα χρειαστείτε ούτε οθόνη ούτε πληκτρολόγιο για να εκτελεστεί όταν αναπτυχθεί στο χώρο σας. Θέλουμε να διατηρήσουμε κάθε κόμβο όσο το δυνατόν μικρότερο και συμπαγή.

1. Πρέπει να εγκαταστήσετε το τυπικό λειτουργικό σύστημα Raspbian, ώστε να ξεκινήσει το Pi Zero WH. Μπορείτε να ακολουθήσετε τις οδηγίες στον ιστότοπο του Raspberry Pi για να ρυθμίσετε το Pi Zero WH.
2. Συνδέστε το Pi Zero WH στο δίκτυό σας WiFi. Μπορείτε να ακολουθήσετε τις οδηγίες στον ιστότοπο του Raspberry Pi για να συνδέσετε το Pi Zero WH στο WiFi.
3. Εγκαταστήστε τη μονάδα Adafruit DHT Python στο Pi σας για να κάνετε την ανάγνωση δεδομένων αισθητήρα DHT22 εξαιρετικά εύκολη. Εισαγάγετε τα ακόλουθα στη γραμμή εντολών:

$ sudo pip εγκαταστήστε το Adafruit_DHT

Έχετε τώρα όλα όσα χρειάζεστε για να επικοινωνήσετε με τον αισθητήρα σας. Στη συνέχεια, χρειάζεστε έναν προορισμό για τα δεδομένα του αισθητήρα σας, ώστε να μπορείτε να τα μετατρέψετε σε έναν φοβερό πίνακα ελέγχου ή μια ειδοποίηση SMS/email. Θα χρησιμοποιήσουμε την αρχική κατάσταση για αυτό το βήμα του έργου.

1. Εγγραφείτε για λογαριασμό στη διεύθυνση
2. Εγκαταστήστε τη μονάδα ISStreamer στη γραμμή εντολών:

$ sudo pip εγκατάσταση ISStreamer

Βήμα 3: Python Script

Με το λειτουργικό μας σύστημα εγκατεστημένο μαζί με τις δύο μονάδες Python για την ανάγνωση δεδομένων αισθητήρα και την αποστολή δεδομένων στην αρχική κατάσταση, είμαστε έτοιμοι να γράψουμε το σενάριό μας Python. Το παρακάτω σενάριο θα δημιουργήσει/προσαρτήσει σε έναν κάδο δεδομένων αρχικής κατάστασης, θα διαβάσει τα δεδομένα του αισθητήρα DHT22 και θα τα στείλει σε έναν πίνακα ελέγχου σε πραγματικό χρόνο. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να τροποποιήσετε τις γραμμές 6-11.

εισαγωγή Adafruit_DHT

από ISStreamer. Streamer import Streamer time Import "ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΤΕ ΤΟ ΚΛΕΙΔΙ ΤΗΣ ΑΡΧΙΚΗΣ ΚΡΑΤΙΚΗΣ ΠΡΟΣΒΑΣΗΣ ΕΔΩ" MINUTES_BETWEEN_READS = 10 METRIC_UNITS = Λάθος # --------------------------------- streamer = Streamer (bucket_name = BUCKET_NAME, bucket_key = BUCKET_KEY, access_key = ACCESS_KEY) ενώ True: υγρασία, temp_c = Adafruit_DHT.read_retry (Adafruit_DHT. DHT22, 4) εάν METRIC_UNITS: streamer. Temperature (Temperature) + (Temperature) else: temp_f = format (temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0, ".2f") streamer.log (SENSOR_LOCATION_NAME + "Θερμοκρασία (F)", temp_f) υγρασία = μορφή (υγρασία, ".2f") streamer.log (SENSOR_LOCATION_NAME + "Υγρασία (%)", υγρασία) streamer.flush () time.sleep (60*MINUTES_BETWEEN_READS)

• Γραμμή 6 - Αυτή η τιμή θα πρέπει να είναι μοναδική για κάθε κόμβο/αισθητήρα θερμοκρασίας. Αυτό μπορεί να είναι το όνομα του δωματίου του κόμβου αισθητήρα, η φυσική τοποθεσία, το μοναδικό αναγνωριστικό ή οτιδήποτε άλλο. Απλώς βεβαιωθείτε ότι είναι μοναδικό για κάθε κόμβο για να διασφαλίσετε ότι τα δεδομένα από αυτόν τον κόμβο πηγαίνουν στη δική του ροή δεδομένων στον πίνακα ελέγχου σας.
• Γραμμή 7 - Αυτό είναι το όνομα του κάδου δεδομένων. Αυτό μπορεί να αλλάξει ανά πάσα στιγμή στη διεπαφή χρήστη αρχικής κατάστασης.
• Γραμμή 8 - Αυτό είναι το κλειδί κάδου σας. Πρέπει να είναι το ίδιο κλειδί κάδου για κάθε κόμβο που θέλετε να εμφανίζεται στον ίδιο πίνακα ελέγχου.
• Γραμμή 9 - Αυτό είναι το κλειδί πρόσβασης στο λογαριασμό αρχικής κατάστασης. Αντιγραφή+επικόλληση αυτού του κλειδιού από τον λογαριασμό αρχικής κατάστασης.
• Γραμμή 10 - Αυτός είναι ο χρόνος μεταξύ της ανάγνωσης του αισθητήρα. Αλλάξτε ανάλογα.
• Γραμμή 11 - Μπορείτε να καθορίσετε μετρικές ή αυτοκρατορικές μονάδες.

Αφού ορίσετε τις γραμμές 6–11 στο σενάριο Python στο Pi Zero WH, αποθηκεύστε και εξέλθετε από τον επεξεργαστή κειμένου. Εκτελέστε το σενάριο με την ακόλουθη εντολή:

$ python tempsensor.py

Επαναλάβετε αυτά τα βήματα για κάθε κόμβο αισθητήρα. Εφόσον κάθε κόμβος στέλνει δεδομένα στην αρχική κατάσταση χρησιμοποιώντας το ίδιο κλειδί πρόσβασης και κλειδί κάδου, όλα τα δεδομένα θα μπουν στον ίδιο κάδο δεδομένων και θα εμφανιστούν στον ίδιο πίνακα ελέγχου.

Βήμα 4: Πίνακας ελέγχου

Μεταβείτε στον λογαριασμό αρχικής κατάστασης, κάντε κλικ στο όνομα κάδου στο ράφι κάδου και δείτε τα δεδομένα σας στον πίνακα ελέγχου. Μπορείτε να προσαρμόσετε τον πίνακα ελέγχου και να ρυθμίσετε κανόνες ενεργοποίησης SMS/email. Η εικόνα που περιλαμβάνεται δείχνει ένα ταμπλό με τρεις κόμβους αισθητήρων που συλλέγουν θερμοκρασία και υγρασία για τρία διαφορετικά δωμάτια.

Μπορείτε να επιλέξετε να προσθέσετε μια εικόνα φόντου στον πίνακα ελέγχου σας.

Βήμα 5: Αυτόματη εκτέλεση & διαδικασία παρακολούθησης και IP

Μόλις έχετε αναπτύξει πολλούς κόμβους, θα θέλετε έναν τρόπο παρακολούθησης κάθε κόμβου για να διασφαλίσετε ότι λειτουργεί. Πιθανότατα θα εκτελέσετε κάθε κόμβο αισθητήρα χωρίς οθόνη ή πληκτρολόγιο/ποντίκι για να διατηρείται συμπαγής. Αυτό σημαίνει ότι θα θέλετε κάθε κόμβος να εκκινεί και να εκτελεί αυτόματα το σενάριό σας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον λογαριασμό αρχικής κατάστασης για να δημιουργήσετε έναν εύχρηστο πίνακα ελέγχου διαδικασίας/διεύθυνσης IP, όπως φαίνεται παραπάνω. Ένα λεπτομερές σεμινάριο για τη δημιουργία αυτού του πίνακα ελέγχου και τη ρύθμιση του Pi Zero WH για αυτόματη εκτέλεση του σεναρίου Python κατά την εκκίνηση, μπορείτε να βρείτε εδώ.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Μόλις ξεκινήσετε να λειτουργείτε έναν μόνο κόμβο αισθητήρα, είναι εύκολο και σχετικά φθηνό να αντιγράψετε τις ρυθμίσεις σας όσες φορές χρειαστεί. Η χρήση ενός Pi Zero WH σάς δίνει την ευελιξία να εκτελείτε άλλες εργασίες αφού έχει τόση ιπποδύναμη. Για παράδειγμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα από τα Pi Zero WH για να αντλήσετε τοπικά δεδομένα καιρού από ένα API καιρού και να τα προσθέσετε στον πίνακα ελέγχου των αισθητήρων σας. Εάν αποφασίσετε να παροπλίσετε τους κόμβους αισθητήρων σας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ξανά τα Pi Zero WH's για άλλα έργα. Αυτή η ευελιξία βοηθάει την επένδυση του έργου σας στο μέλλον.