Zbuduj higrometr w domu za pomocą Raspberry Pi i SI7021: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Czy dzisiaj jest wilgotno? Wydaje mi się, że jest trochę wilgotno

Czasami dla nas wysoka wilgotność powietrza okazuje się naprawdę nieprzyjemna, a także niezdrowa. Dla domowników może to również spowodować potencjalne szkody. W przypadku domu wysoka wilgotność niszczy drewniane podłogi i meble, a wokół nas zachęca do powstawania stęchlizny. Na szczęście istnieją metody, które pozwalają monitorować i kontrolować wilgotność w domu.

W tej krucjacie wykonamy Higrometr, system służący do pomiaru wilgotności w atmosferze, wykorzystujący Raspberry Pi i SI7021, czujnik wilgotności i temperatury. Naszym celem było sprawdzenie wilgotności względnej i temperatury w mieszkaniu (idealna wilgotność względna wynosi około 40-50%, idealna temperatura w pomieszczeniu to około 15 °C (59 °F) do 30 °C (86 °F)) i jeden sposobem jest użycie higrometru. Mogliśmy oczywiście kupić jeden, ale mając pod ręką Raspberry Pi oraz czujnik wilgotności i temperatury, pomyśleliśmy, że go stworzymy (dlaczego nie!).

Krok 1: Needy Imperatyw Gear

Bez znajomości dokładnych części, ich wartości i miejsca, w którym je zdobyć, jest to naprawdę denerwujące. Nie martw się. Mamy to dla ciebie załatwione. Po rozłożeniu wszystkich części, wykonanie tego projektu powinno być proste.

1. Raspberry Pi

Pierwszym krokiem było uzyskanie płyty Raspberry Pi. Raspberry Pi to jednopłytowy komputer oparty na systemie Linux. Ten mały komputer ma moc obliczeniową, wykorzystywaną w projektach elektronicznych i prostych operacjach, takich jak arkusze kalkulacyjne, edytor tekstu, przeglądanie stron internetowych, poczta e-mail i gry.

2. Osłona I²C dla Raspberry Pi

Naszym zdaniem jedyną rzeczą, której tak naprawdę brakuje Raspberry Pi 2 i Pi 3, jest port I²C. INPI2 (adapter I2C) zapewnia Raspberry Pi 2/3 port I²C do użytku z wieloma urządzeniami I²C. Jest dostępny w sklepie Dcube.

3. SI7021 Czujnik wilgotności i temperatury

SI7021 I²C czujnik wilgotności i 2-strefowy czujnik temperatury to monolityczny układ scalony CMOS integrujący elementy czujnika wilgotności i temperatury, przetwornik analogowo-cyfrowy, przetwarzanie sygnału, dane kalibracyjne i interfejs I²C. Kupiliśmy ten czujnik w sklepie Dcube Store.

4. Kabel połączeniowy I²C

Mieliśmy kabel połączeniowy I²C dostępny w sklepieDcubeStore.

5. Kabel Micro USB

Najmniej skomplikowany, ale najbardziej rygorystyczny pod względem zapotrzebowania na energię jest Raspberry Pi! Najłatwiejszym sposobem zasilania Raspberry Pi jest kabel Micro USB.

6. Kabel Ethernet (LAN)/adapter USB WiFi

Czy kiedykolwiek patrzysz na swoje życie i myślisz: Co zrobił mi internet?

Klasycznym sposobem na podłączenie Raspberry Pi jest użycie kabla Ethernet i podłączenie go do routera sieciowego. Alternatywnie połączenie Wi-Fi można nawiązać, podłączając klucz Wi-Fi i klikając lewym przyciskiem myszy ikonę sieci, aby wyświetlić listę dostępnych sieci Wi-Fi.

7. Kabel HDMI/Zdalny dostęp

Dzięki wbudowanemu kablowi HDMI możesz podłączyć go do cyfrowego telewizora lub monitora. Chcesz oszczędny sposób! Do Raspberry Pi można uzyskać zdalny dostęp za pomocą różnych metod, takich jak SSH i Access przez Internet. Możesz użyć oprogramowania open source PuTTY.

Nienawidzę matematyki, ale uwielbiam liczyć pieniądze

Krok 2: Wykonywanie połączeń sprzętowych

Ogólnie obwód jest dość prosty. Wykonaj obwód zgodnie z przedstawionym schematem. Układ jest stosunkowo prosty i nie powinieneś mieć problemów.

W naszym przypadku zrewidowaliśmy niektóre podstawy elektroniki, aby odnowić pamięć pod kątem sprzętu i oprogramowania. Chcieliśmy narysować prosty schemat elektroniki do tego projektu. Schematy elektroniczne są jak plan dla elektroniki. Opracuj plan i uważnie śledź projekt.

Połączenie Raspberry Pi i I²C Shield

Przede wszystkim weź Raspberry Pi i umieść na nim I²C Shield. Delikatnie dociśnij osłonę do pinów GPIO. Rób to, co słuszne, a nie to, co łatwe (patrz zdjęcie powyżej).

Połączenie czujnika i Raspberry Pi

Weź czujnik i podłącz z nim kabel I²C. Dla prawidłowego działania tego kabla należy pamiętać, że wyjście I²C ZAWSZE łączy się z wejściem I²C. To samo należało postępować w przypadku Raspberry Pi z zamontowaną na nim osłoną I²C.

Dużą zaletą korzystania z osłony/adaptera I²C i kabli połączeniowych jest to, że nie mamy już problemów z naprawianiem okablowania, które mogą powodować frustrację i zużycie czasu, zwłaszcza gdy nie masz pewności, od czego zacząć rozwiązywanie problemów. Tylko prosty proces, o którym wspomnieliśmy. To opcja plug and play.

Uwaga: Brązowy przewód powinien zawsze podążać za połączeniem uziemienia (GND) między wyjściem jednego urządzenia a wejściem innego urządzenia

Połączenie internetowe jest ważne

Aby nasz projekt odniósł sukces, potrzebujemy dostępu do Internetu dla naszego Raspberry Pi. Masz tutaj dwie możliwości. Możesz podłączyć Raspberry Pi do sieci za pomocą kabla Ethernet lub użyć adaptera USB do WiFi do łączności WIFI. Tak czy inaczej, o ile jest połączony z Internetem, który obejmujesz.

Zasilanie obwodu

Podłącz kabel Micro USB do gniazda zasilania Raspberry Pi. Włącz go i ruszamy w drogę.

Nasze pokolenie jest lepiej przygotowane na apokalipsę Zombie niż godzina bez prądu

Połączenie z monitorem

Możemy podłączyć kabel HDMI do nowego monitora/telewizora lub zdalnie podłączyć Raspberry Pi za pomocą narzędzi zdalnego dostępu, takich jak SSH/PuTTY, co jest opłacalne. To trochę kreatywne podejście, jeśli znajdziesz wykorzystanie otaczających zasobów.

Krok 3: Programowanie Raspberry Pi w Pythonie

Możesz zobaczyć kod Pythona dla Raspberry Pi i SI7021 w naszym Githubrepository.

Przed przejściem do programu upewnij się, że zapoznałeś się z instrukcjami podanymi w pliku Readme i zgodnie z nimi skonfiguruj swojego Raspberry Pi.

Wilgoć odnosi się do obecności cieczy, zwłaszcza wody, często w śladowych ilościach. Niewielkie ilości wody można znaleźć na przykład w powietrzu (wilgotność), w żywności oraz w różnych produktach handlowych. Wilgoć odnosi się również do ilości pary wodnej obecnej w powietrzu.

Poniżej znajduje się kod Pythona i możesz go sklonować i w razie potrzeby improwizować.

# Rozprowadzany z wolną licencją.# Używaj go w dowolny sposób, z zyskiem lub za darmo, pod warunkiem, że pasuje do licencji powiązanych z nim dzieł. # SI7021 # Ten kod jest przeznaczony do pracy z modułem SI7021_I2CS I2C Mini dostępnym na stronie ControlEverything.com. #

importuj smbus

czas importu

# Uzyskaj magistralę I2C

autobus = smbus. SMBus(1)

# Adres SI7021, 0x40(64)

# 0xF5(245) Wybierz wilgotność względną NO HOLD tryb master bus.write_byte (0x40, 0xF5)

czas.sen(0.3)

# Adres SI7021, 0x40(64)

# Odczytaj dane z powrotem, 2 bajty, Wilgotność MSB pierwsze data0 = bus.read_byte(0x40) data1 = bus.read_byte(0x40)

# Konwertuj dane

wilgotność = ((dane0 * 256 + dane1) * 125 / 65536.0) - 6

czas.sen(0.3)

# Adres SI7021, 0x40(64)

# 0xF3(243) Wybierz temperaturę NO HOLD tryb master bus.write_byte(0x40, 0xF3)

czas.sen(0.3)

# Adres SI7021, 0x40(64)

# Odczytaj dane z powrotem, 2 bajty, Temperatura MSB pierwsze data0 = bus.read_byte(0x40) data1 = bus.read_byte(0x40)

# Konwertuj dane

cTemp = ((dane0 * 256 + dane1) * 175,72 / 65536.0) - 46,85 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Dane wyjściowe na ekran

print "Wilgotność względna wynosi: %.2f %%" %humidity print "Temperatura w stopniach Celsjusza wynosi: %.2f C" %cTemp print "Temperatura w stopniach Fahrenheita wynosi: %.2f F" %fTemp

Krok 4: Tryb pracy

Teraz pobierz (lub git pull) kod i otwórz go w Raspberry Pi.

Uruchom polecenia skompiluj i prześlij kod w terminalu i zobacz dane wyjściowe w Monitorze. Po kilku chwilach wyświetli wszystkie zmienne. Zacznij od kilku przemyśleń lub tematów i zobacz, co możesz wymyślić.

Krok 5: Aplikacje i funkcje

SI7021 oferuje dokładne, kalibrowane fabrycznie rozwiązanie cyfrowe o niskim poborze mocy, idealne do pomiaru wilgotności, punktu rosy i temperatury w zastosowaniach takich jak HVAC/R, termostaty/higrostaty, terapia oddechowa, sprzęt AGD, wewnętrzne stacje pogodowe, mikrośrodowiska /Centra danych, klimatyzacja samochodowa i usuwanie zaparowania, śledzenie zasobów i towarów oraz telefony komórkowe i tablety.

Dla m.in. Możesz ulepszyć ten projekt do poziomu HVAC Indicator for Indoor and Vehicle Environmental Comfort. Utrzymuje środowisko termiczne determinujące kontrolę temperatury, uzupełnianie tlenu oraz usuwanie wilgoci, zapachów, dymu, ciepła, kurzu, bakterii unoszących się w powietrzu, dwutlenku węgla i innych gazów. Oprócz czujników wilgotności i temperatury możesz wesprzeć ten projekt czujnikami od ciśnienia, jakości powietrza, detektora dymu po czujniki światła i zbliżeniowe. Możesz wprowadzić ulepszenia w kodzie zgodnie z żądanym zastosowanym sprzętem, a następnie możesz mieć własną konfigurację, aby zapewnić sobie komfort termiczny. Ten projekt jest świetny dla dzieci i chcesz im pokazać niesamowite rzeczy, wiesz, ucząc się podczas zabawy. Taki mały projekt może być bardziej niesamowity dla dzieci.

Krok 6: Wniosek

Jeśli zastanawiałeś się, jak zajrzeć do świata Raspberry Pi, możesz zadziwić się, wykorzystując podstawy elektroniki, kodowanie, projektowanie, lutowanie i co nie. W tym procesie mogą istnieć projekty, które mogą być łatwe, a niektóre mogą Cię testować, stanowić dla Ciebie wyzwanie. Ale możesz zrobić drogę i udoskonalić ją, modyfikując i tworząc swoje dzieło. Dla Twojej pomocy mamy niesamowity samouczek wideo na YouTube, który może pomóc w eksploracji i dalszym wyjaśnieniu każdego aspektu projektu. Mamy nadzieję, że uznasz to za niesamowite i pomocne. Prosimy o odpowiedź na wszelkie poprawki.