Construiți un higrometru acasă folosind Raspberry Pi și SI7021: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Este umed azi? Mie mi se pare un pic umed

Uneori, pentru noi, umiditatea ridicată se dovedește a fi cu adevărat incomodă, dar și nesănătoasă. Pentru gospodari, poate provoca și daune potențiale. Pentru o casă, umiditatea ridicată strică pardoselile și mobilierul din lemn cu o creștere încurajatoare a mucegaiului în jurul nostru. Din fericire, există metode care vă permit să monitorizați și să controlați umiditatea casei.

În această cruciadă vom realiza un higrometru, un sistem utilizat pentru măsurarea conținutului de umiditate din atmosferă, folosind un senzor Raspberry Pi și SI7021, umiditate și temperatură. Scopul nostru a fost de a verifica umiditatea relativă și temperatura din apartament (umiditatea relativă ideală este de aproximativ 40-50%, temperatura camerei ideale este de aproximativ 15 ° C (59 ° F) și 30 ° C (86 ° F)) și una modalitatea este de a folosi un higrometru. Desigur, am fi putut cumpăra unul, dar având un senzor Raspberry Pi și umiditate și temperatură în mână, ne-am gândit să facem unul (De ce nu!).

Pasul 1: Echipament imperativ necesar

Fără a cunoaște exact părțile, valoarea lor și unde pe pământ să le obțineți, este cu adevărat enervant. Nu vă faceți griji. Am găsit asta pentru dvs. Odată ce ați obținut toate piesele, trebuie să faceți acest proiect.

1. Raspberry Pi

Primul pas a fost obținerea unei plăci Raspberry Pi. Raspberry Pi este un computer bazat pe Linux cu o singură placă. Acest mic PC are o putere semnificativă în puterea de calcul, utilizată în proiecte electronice și în operații simple, cum ar fi foi de calcul, procesare de text, navigare pe web, e-mail și jocuri.

2. Scut I²C pentru Raspberry Pi

În opinia noastră, singurul lucru care lipsește cu adevărat Raspberry Pi 2 și Pi 3 este un port I²C. INPI2 (adaptor I2C) oferă Raspberry Pi 2/3 un port I²C pentru utilizare cu mai multe dispozitive I²C. Este disponibil pe magazinul Dcube.

3. SI7021 Senzor de umiditate și temperatură

Senzorul de umiditate și temperatură în 2 zone SI7021 I²C este un IC CMOS monolitic care integrează elemente de senzor de umiditate și temperatură, un convertor analog-digital, procesare semnal, date de calibrare și o interfață I²C. Am achiziționat acest senzor de la Dcube Store.

4. Cablu de conectare I²C

Aveam cablul de conectare I²C disponibil laDcubeStore.

5. Cablu micro USB

Cel mai puțin complicat, dar cel mai strict în ceea ce privește puterea necesară este Raspberry Pi! Cel mai simplu mod de a alimenta Raspberry Pi este prin intermediul cablului Micro USB.

6. Cablu Ethernet (LAN) / adaptor WiFi USB

Te uiți vreodată la viața ta și te gândești: Ce mi-a făcut internetul?

Modul clasic de a vă conecta Raspberry Pi este să utilizați un cablu Ethernet și să îl conectați la routerul de rețea. Alternativ, conexiunea WiFi poate fi făcută prin conectarea unui dongle WiFi și faceți clic stânga pe pictograma de rețea pentru a afișa o listă a rețelelor WiFi disponibile.

7. Cablu HDMI / Acces la distanță

Cu cablul HDMI la bord, îl puteți conecta la un televizor digital sau la un monitor. Vrei un mod frugal! Raspberry Pi poate fi accesat de la distanță folosind diferite metode cum ar fi-SSH și Acces pe Internet. Puteți utiliza software-ul open-source PuTTY.

Urăsc matematica, dar îmi place să număr bani

Pasul 2: Realizarea conexiunilor hardware

În general, circuitul este destul de simplu. Realizați circuitul conform schemei prezentate. Aspectul este relativ simplu și nu ar trebui să aveți probleme.

În cazul nostru, am revizuit câteva elemente de bază ale electronicii doar pentru a recondiționa memoria pentru hardware și software. Am vrut să elaborăm o schemă electronică simplă pentru acest proiect. Schemele electronice sunt ca un plan pentru electronică. Desenați un plan și urmați cu atenție proiectarea.

Conexiune Raspberry Pi și I²C Shield

În primul rând, luați Raspberry Pi și așezați scutul I²C pe el. Apăsați ușor Shield pe pinii GPIO. Faceți ceea ce este corect, nu ceea ce este ușor (a se vedea imaginea de mai sus).

Conexiune senzor și Raspberry Pi

Luați senzorul și conectați cablul I²C cu el. Pentru funcționarea corectă a acestui cablu, vă rugăm să vă amintiți I2C Ieșirea se conectează ÎNTOTDEAUNA la intrarea I²C. Același lucru a trebuit urmat și pentru Raspberry Pi cu scutul I²C montat deasupra acestuia.

Marele avantaj al utilizării scutului / adaptorului I²C și a cablurilor de conectare este că nu mai avem probleme de remediere a cablajelor care pot provoca frustrarea și consumul de timp, mai ales atunci când nu sunteți sigur de unde să începeți depanarea. Doar procesul simplu pe care l-am menționat. Este opțiunea plug and play.

Notă: firul maro trebuie să urmeze întotdeauna conexiunea la masă (GND) între ieșirea unui dispozitiv și intrarea unui alt dispozitiv

Conexiunea la internet este importantă

Pentru a face proiectul nostru un succes, avem nevoie de un acces la internet pentru Raspberry Pi. Ai două alegeri aici. Fie Puteți conecta Raspberry Pi la rețea utilizând un cablu Ethernet sau utilizați un adaptor USB la WiFi pentru conectivitate WIFI. În orice caz, atâta timp cât este conectat la internet, sunteți acoperit.

Alimentarea circuitului

Conectați cablul Micro USB la mufa de alimentare a Raspberry Pi. Porniți-l și plecăm la drum.

Generația noastră este mai bine pregătită pentru o apocalipsă zombie decât o oră fără electricitate

Conexiune la monitor

Putem avea cablul HDMI conectat la un nou monitor / televizor sau putem conecta de la distanță Raspberry Pi folosind instrumente de acces la distanță, cum ar fi-SSH / PuTTY, care este rentabil. Este un pic de abordare creativă dacă găsiți utilizarea resurselor din jur.

Pasul 3: Programarea Raspberry Pi în Python

Puteți vizualiza codul Python pentru Raspberry Pi și SI7021 în Githubrepository.

Înainte de a trece la program, asigurați-vă că ați analizat instrucțiunile date în fișierul Readme și configurați Raspberry Pi în conformitate cu acesta.

Umiditatea se referă la prezența unui lichid, în special a apei, adesea în urme. Cantități mici de apă pot fi găsite, de exemplu, în aer (umiditate), în alimente și în diverse produse comerciale. Umiditatea se referă și la cantitatea de vapori de apă prezenți în aer.

Mai jos este codul python și îl puteți clona și puteți face improvizație dacă este necesar.

# Distribuit cu o licență de voință liberă. # Folosiți-o în orice mod doriți, profit sau gratuit, cu condiția să se încadreze în licențele lucrărilor sale asociate. # SI7021 # Acest cod este conceput pentru a funcționa cu Mini-modulul SI7021_I2CS I2C disponibil de pe ControlEverything.com. #

import smbus

timpul de import

# Ia autobuzul I2C

autobuz = smbus. SMBus (1)

# Adresă SI7021, 0x40 (64)

# 0xF5 (245) Selectați umiditatea relativă Fără modul master HOLD bus.write_byte (0x40, 0xF5)

time.sleep (0.3)

# Adresă SI7021, 0x40 (64)

# Citire date înapoi, 2 octeți, umiditate MSB prima date0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Convertiți datele

umiditate = ((date0 * 256 + date1) * 125 / 65536.0) - 6

time.sleep (0.3)

# Adresă SI7021, 0x40 (64)

# 0xF3 (243) Selectați temperatura NO HOLD master mode bus.write_byte (0x40, 0xF3)

time.sleep (0.3)

# Adresă SI7021, 0x40 (64)

# Citiți datele înapoi, 2 octeți, temperatura MSB prima date0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Convertiți datele

cTemp = ((date0 * 256 + data1) * 175,72 / 65536.0) - 46,85 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Ieșire date pe ecran

print "Umiditatea relativă este:%.2f %%"% umiditate print "Temperatura în grade Celsius este:%.2f C"% cTemp print "Temperatura în Fahrenheit este:%.2f F"% fTemp

Pasul 4: Mod de lucru

Acum, descărcați (sau git pull) codul și deschideți-l în Raspberry Pi.

Rulați comenzile pentru a compila și încărca codul pe terminal și vedeți ieșirea pe monitor. După câteva momente, va afișa toate variabilele. Începeți cu câteva gânduri sau teme și vedeți cu ce puteți veni.

Pasul 5: Aplicații și caracteristici

SI7021 oferă o soluție digitală precisă, de mică putere, calibrată din fabrică, ideală pentru măsurarea umidității, a punctului de rouă și a temperaturii, în aplicații precum HVAC / R, termostate / umidistate, terapie respiratorie, mărfuri albe, stații meteorologice interioare, microambiente / Centre de date, controlul climatului și dezaburirea automobilelor, urmărirea activelor și mărfurilor și telefoane mobile și tablete.

De ex. Puteți îmbunătăți acest proiect într-un indicator HVAC pentru confortul mediului interior și vehicul. Menține mediul termic determinând controlul temperaturii, alimentarea cu oxigen și îndepărtarea umezelii, mirosurilor, fumului, căldurii, prafului, bacteriilor din aer, dioxidului de carbon și altor gaze. În afară de senzorii de umiditate și temperatură, puteți ajuta acest proiect cu senzori care variază de la presiune, calitatea aerului, detector de fum la senzori de lumină și proximitate. Puteți face îmbunătățiri în cod în funcție de hardware-ul dorit aplicat și apoi puteți avea propria configurație pentru a vă face confortul termic. Acest proiect este minunat pentru copii și doriți să le arătați niște lucruri minunate, știți să învățați în timp ce jucați. Un proiect mic ca acesta poate fi mai grozav pentru copii.

Pasul 6: Concluzie

Dacă v-ați întrebat să vă uitați în lumea Raspberry Pi, atunci vă puteți uimi folosind elementele de bază electronice, codarea, proiectarea, lipirea și ce nu. În acest proces, ar putea exista unele proiecte care pot fi ușoare, în timp ce unele vă pot testa, vă pot provoca. Dar poți să faci o cale și să o perfecționezi modificând și realizând o creație a ta. Pentru asistență, avem un tutorial video uimitor pe YouTube, care vă poate ajuta în explorarea dvs. și pentru explicații suplimentare despre fiecare aspect al proiectului. Sperăm că veți găsi acest lucru uimitor și de ajutor. Vă rugăm să ne răspundeți pentru orice modificare.