Măsurarea umidității și temperaturii folosind HTS221 și Raspberry Pi: 4 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

HTS221 este un senzor digital capacitiv ultra compact pentru umiditate relativă și temperatură. Acesta include un element de detectare și un circuit integrat specific aplicației de semnal mixt (ASIC) pentru a furniza informațiile de măsurare prin interfețe seriale digitale. Integrat cu atât de multe caracteristici, acesta este unul dintre cei mai adecvați senzori pentru măsurători critice de umiditate și temperatură.

În acest tutorial este demonstrată interfața modulului senzor HTS221 cu raspberry pi și a fost ilustrată și programarea acestuia folosind limbajul python. Pentru a citi valorile de umiditate și temperatură, am folosit raspberry pi cu un adaptor I2C. Acest adaptor I2C face conexiunea la modulul senzor mai ușoară și mai fiabilă.

Pasul 1: Hardware necesar:

Materialele de care avem nevoie pentru îndeplinirea obiectivului nostru includ următoarele componente hardware:

1. HTS221

2. Raspberry Pi

3. Cablu I2C

4. I2C Shield pentru zmeură pi

5. Cablu Ethernet

Pasul 2: conectare hardware:

Secțiunea de conectare hardware explică practic conexiunile de cablare necesare între senzor și raspberry pi. Asigurarea conexiunilor corecte este necesitatea de bază în timp ce lucrați la orice sistem pentru ieșirea dorită. Deci, conexiunile necesare sunt următoarele:

HTS221 va funcționa pe I2C. Iată exemplul schemei de cablare, care demonstrează cum se conectează fiecare interfață a senzorului.

Out-of-the-box, placa este configurată pentru o interfață I2C, ca atare, vă recomandăm să utilizați această conexiune dacă sunteți altfel agnostic.

Nu ai nevoie decât de patru fire! Sunt necesare doar patru conexiuni Vcc, Gnd, SCL și pinii SDA și acestea sunt conectate cu ajutorul cablului I2C.

Aceste conexiuni sunt prezentate în imaginile de mai sus.

Pasul 3: Cod pentru măsurarea umidității și temperaturii:

Avantajul utilizării raspberry pi este că vă oferă flexibilitatea limbajului de programare în care doriți să programați placa pentru a interfața senzorul cu aceasta. Profitând de acest avantaj al acestei plăci, demonstrăm aici programarea sa în python. Codul python pentru HTS221 poate fi descărcat din comunitatea noastră github, care este Control Everything Community.

Pe lângă ușurința utilizatorilor, explicăm și codul aici:

Ca prim pas de codare, trebuie să descărcați biblioteca smbus în cazul python, deoarece această bibliotecă acceptă funcțiile utilizate în cod. Deci, pentru a descărca biblioteca puteți vizita următorul link:

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

Puteți copia codul Python de lucru pentru acest senzor și de aici:

import smbus

timpul de import

# Ia autobuzul I2C

autobuz = smbus. SMBus (1)

# Adresă HTS221, 0x5F (95)

# Selectați registrul mediu de configurare, 0x10 (16)

# 0x1B (27) probe medii de temperatură = 256, probe medii de umiditate = 512

bus.write_byte_data (0x5F, 0x10, 0x1B)

# Adresă HTS221, 0x5F (95)

# Selectați registrul de control1, 0x20 (32)

# 0x85 (133) Pornire, actualizare continuă, Rată de ieșire a datelor = 1 Hz

bus.write_byte_data (0x5F, 0x20, 0x85)

time.sleep (0,5)

# Adresă HTS221, 0x5F (95)

# Citiți valorile de calibrare din memoria nevolatilă a dispozitivului

# Valorile de calibrare a umidității

# Citiți datele înapoi de la 0x30 (48), 1 octet

val = bus.read_byte_data (0x5F, 0x30)

H0 = val / 2

# Citiți datele înapoi de la 0x31 (49), 1 octet

val = bus.read_byte_data (0x5F, 0x31)

H1 = val / 2

# Citiți datele înapoi de la 0x36 (54), 2 octeți

val0 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x36)

val1 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x37)

H2 = ((val1 & 0xFF) * 256) + (val0 & 0xFF)

# Citiți datele înapoi de la 0x3A (58), 2 octeți

val0 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x3A)

val1 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x3B)

H3 = ((val1 și 0xFF) * 256) + (val0 și 0xFF)

# Valori de calibrare a temperaturii

# Citiți datele înapoi de la 0x32 (50), 1 octet

T0 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x32)

T0 = (T0 & 0xFF)

# Citiți datele înapoi de la 0x32 (51), 1 octet

T1 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x33)

T1 = (T1 și 0xFF)

# Citiți datele înapoi de la 0x35 (53), 1 octet

raw = bus.read_byte_data (0x5F, 0x35)

raw = (raw & 0x0F)

# Convertiți valorile de calibrare a temperaturii în 10 biți

T0 = ((brut & 0x03) * 256) + T0

T1 = ((brut & 0x0C) * 64) + T1

# Citiți datele înapoi de la 0x3C (60), 2 octeți

val0 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x3C)

val1 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x3D)

T2 = ((val1 & 0xFF) * 256) + (val0 & 0xFF)

# Citiți datele înapoi de la 0x3E (62), 2 octeți

val0 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x3E)

val1 = bus.read_byte_data (0x5F, 0x3F)

T3 = ((val1 & 0xFF) * 256) + (val0 & 0xFF)

# Citiți datele înapoi de la 0x28 (40) cu registrul de comandă 0x80 (128), 4 octeți

# umiditate msb, umiditate lsb, temp msb, temp lsb

data = bus.read_i2c_block_data (0x5F, 0x28 | 0x80, 4)

# Convertiți datele

umiditate = (date [1] * 256) + date [0]

umiditate = ((1,0 * H1) - (1,0 * H0)) * (1,0 * umiditate - 1,0 * H2) / (1,0 * H3 - 1,0 * H2) + (1,0 * H0)

temp = (date [3] * 256) + date [2]

dacă temp> 32767:

temp - = 65536

cTemp = ((T1 - T0) / 8.0) * (temp - T2) / (T3 - T2) + (T0 / 8.0)

fTemp = (cTemp * 1,8) + 32

# Ieșire date pe ecran

tipăriți „Umiditate relativă:%.2f %%”% umiditate

tipăriți "Temperatura în grade Celsius:%.2f C"% cTemp

print "Temperatura în Fahrenheit:%.2f F"% fTemp

Partea de cod menționată mai jos include bibliotecile necesare pentru executarea corectă a codurilor python.

import smbus

timpul de import

Codul poate fi executat tastând comanda menționată mai jos în promptul de comandă.

$> python HTS221.py

Ieșirea senzorului este, de asemenea, prezentată în imaginea de mai sus pentru referința utilizatorului.

Pasul 4: Aplicații:

HTS221 poate fi utilizat în diverse produse de consum, cum ar fi umidificatoare de aer și frigidere etc. Acest senzor își găsește și aplicația într-o arenă mai largă, inclusiv automatizarea inteligentă a casei, automatizarea industrială, echipamentele respiratorii, urmărirea activelor și a mărfurilor.