Կառուցեք հիգրամետր տանը ՝ օգտագործելով Raspberry Pi և SI7021: 6 քայլեր

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Արդյո՞ք այսօր խոնավ է: Ինձ համար մի փոքր խոնավ է թվում:

Երբեմն մեզ համար բարձր խոնավությունը իսկապես անհարմար է, ինչպես նաև անառողջ: Տանտերերի համար դա կարող է նաև վնաս պատճառել: Տան համար բարձր խոնավությունը փչացնում է փայտե հատակները և կահույքը ՝ խրախուսելով թփերի աճը մեր շուրջը: Բարեբախտաբար, կան մեթոդներ, որոնք թույլ են տալիս վերահսկել և վերահսկել տան խոնավությունը:

Այս խաչակրաց արշավանքի ժամանակ մենք պատրաստելու ենք Հիգրոմետր, համակարգ, որն օգտագործվում է մթնոլորտում խոնավության պարունակությունը չափելու համար ՝ օգտագործելով Raspberry Pi և SI7021, Խոնավության և ջերմաստիճանի տվիչ: Մեր նպատակն էր ստուգել բնակարանի հարաբերական խոնավությունը և ջերմաստիճանը (իդեալական հարաբերական խոնավությունը կազմում է մոտ 40-50%, սենյակի իդեալական ջերմաստիճանը `մոտ 15 ° C (59 ° F) և 30 ° C (86 ° F)) և մեկ միջոց է օգտագործել հիգրոմետր: Մենք, իհարկե, կարող էինք գնել մեկը, բայց ձեռքում ունենալով Raspberry Pi և խոնավության և ջերմաստիճանի ցուցիչ ՝ մենք մտածեցինք, որ այն պատրաստելու ենք (Ինչու՞ ոչ):

Քայլ 1. Անհրաժեշտ հրամայական հանդերձում

Չիմանալով ճշգրիտ մասերը, դրանց արժեքը և որտեղից դրանք ձեռք բերել, դա իսկապես նյարդայնացնում է: Մի անհանգստացեք. Մենք դա դասավորել ենք ձեզ համար: Երբ մասերը բոլորովին քառակուսի դնեք, այս նախագիծը կատարելը պետք է արագ լինի:

1. Ազնվամորի Պի

Առաջին քայլը Raspberry Pi տախտակի ձեռքբերումն էր: Raspberry Pi- ն Linux- ի վրա հիմնված մեկ տախտակ ունեցող համակարգիչ է: Այս փոքրիկ ԱՀ-ն մի մեծ ուժ ունի համակարգչային հզորության մեջ, որն օգտագործվում է էլեկտրոնիկայի նախագծերում և պարզ գործողություններ, ինչպիսիք են աղյուսակները, բառերի մշակումը, վեբ զննումը և էլ. Փոստը և խաղերը:

2. I²C Shield ազնվամորի Pi- ի համար

Մեր կարծիքով, միակ բանը, որ իրապես բացակայում է Raspberry Pi 2 -ին և Pi 3 -ին, I²C նավահանգիստն է: INPI2 (I2C ադապտեր) ապահովում է Raspberry Pi 2/3 և I²C պորտը ՝ I²C բազմաթիվ սարքերով օգտագործելու համար: Այն հասանելի է Dcube Store- ում:

3. SI7021 Խոնավության և ջերմաստիճանի տվիչ

SI7021 I²C խոնավության և 2 գոտու ջերմաստիճանի տվիչը մոնոլիտ CMOS IC է, որը միավորում է խոնավության և ջերմաստիճանի տվիչների տարրերը, անալոգային-թվային փոխարկիչ, ազդանշանի մշակում, չափագրման տվյալներ և I²C ինտերֆեյս: Այս սենսորը մենք գնել ենք Dcube Store- ից:

4. I²C միացնող մալուխ

Մենք ունեինք I²C միացման մալուխ, որը հասանելի էրDcubeStore- ում:

5. Միկրո USB մալուխ

Էլեկտրաէներգիայի պահանջի առումով ամենաքիչ բարդ, բայց ամենախիստը Raspberry Pi- ն է: Raspberry Pi- ն սնուցելու ամենադյուրին ճանապարհը Micro USB մալուխի միջոցով է:

6 Ethernet (LAN) մալուխ/ USB WiFi ադապտեր

Երբևէ նայե՞լ ես քո կյանքին ու մտածել

Raspberry Pi- ին միացնելու դասական եղանակը Ethernet մալուխի օգտագործումն է և այն միացնելը ձեր ցանցի երթուղիչին: Այլապես, WiFi կապը կարող է իրականացվել WiFi վարդակից միացնելով և ձախ սեղմելով ցանցի պատկերակին ՝ առկա WiFi ցանցերի ցանկը ցուցադրելու համար:

7. HDMI մալուխ/ հեռավոր մուտք

HDMI մալուխի միջոցով կարող եք այն միացնել թվային հեռուստատեսությանը կամ մոնիտորին: Wantանկանում եք խնայող միջոց: Raspberry Pi- ին կարելի է հեռակա մուտք գործել ՝ օգտագործելով տարբեր մեթոդներ, ինչպիսիք են ՝ SSH- ը և Ինտերնետով հասանելիությունը: Կարող եք օգտագործել PuTTY բաց կոդով ծրագրակազմը:

Ես ատում եմ մաթեմատիկան, բայց սիրում եմ փող հաշվել:

Քայլ 2: Սարքավորումների միացումներ

Ընդհանուր առմամբ, միացումը բավականին ուղիղ առաջ է: Կատարեք սխեման, ինչպես ցույց է տրված սխեմատիկ: Դասավորությունը համեմատաբար պարզ է, և դուք չպետք է խնդիրներ ունենաք:

Մեր դեպքում, մենք վերանայեցինք էլեկտրոնիկայի որոշ հիմունքներ `պարզապես ապարատային և ծրագրային ապահովման համար հիշողությունը թարմացնելու համար: Մենք ցանկանում էինք այս նախագծի համար կազմել էլեկտրոնիկայի պարզ սխեմատիկա: Էլեկտրոնային սխեմաները նման են էլեկտրոնիկայի նախագծին: Մշակեք նախագիծ և ուշադիր հետևեք ձևին:

Raspberry Pi և I²C Shield միացում

Առաջին հերթին վերցրեք Raspberry Pi- ն և դրա վրա տեղադրեք I²C Shield- ը: Մեղմորեն սեղմեք Shield- ը GPIO կապում: Արեք այն, ինչ ճիշտ է, ոչ թե այն, ինչ հեշտ է (տե՛ս վերևի նկարը):

Սենսոր և ազնվամորի Pi միացում

Վերցրեք տվիչը և միացրեք I²C մալուխը դրա հետ: Այս մալուխի ճիշտ շահագործման համար հիշեք, որ I²C ելքը ՄԻՇՏ միանում է I²C մուտքին: Նույնը պետք է արվեր Raspberry Pi- ի դեպքում, որի վրա տեղադրված էր I²C վահանը:

I²C Shield/Adapter- ի և միացնող մալուխների օգտագործման մեծ առավելությունն այն է, որ մենք այլևս չունենք էլեկտրագծերի ամրացման խնդիրներ, որոնք կարող են վրդովմունքն ու ժամանակի սպառումը շտկել, հատկապես երբ վստահ չեք, թե որտեղից սկսել անսարքությունների վերացումը: Պարզապես այն պարզ գործընթացը, որը մենք նշեցինք: Դա plug and play տարբերակ է:

Նշում. Շագանակագույն մետաղալարը միշտ պետք է հետևի Ground (GND) կապին մի սարքի ելքի և մեկ այլ սարքի մուտքի միջև:

Ինտերնետ կապը կարևոր է

Մեր նախագիծը հաջողակ դարձնելու համար մեզ անհրաժեշտ է ինտերնետ հասանելիություն մեր Raspberry Pi- ի համար: Դուք այստեղ ունեք երկու ընտրություն: Կամ դուք կարող եք միացնել Raspberry Pi- ն ցանցին Ethernet մալուխի միջոցով կամ օգտագործել USB- ից WiFi ադապտեր WIFI միացման համար: Ամեն դեպքում, քանի դեռ այն միացված է ինտերնետին, դուք ապահովագրված եք:

Շղթայի սնուցումը

Միացրեք Micro USB մալուխը Raspberry Pi- ի սնուցման վարդակին: Միացրեք այն, և մենք ճանապարհ ենք ընկնում:

Մեր սերունդը ավելի լավ է պատրաստված ombոմբիի ապոկալիպսիսին, քան մեկ ժամ առանց էլեկտրականության:

Միացում մոնիտորին

Մենք կարող ենք կամ HDMI մալուխը միացնել նոր մոնիտորին/հեռուստացույցին, կամ կարող ենք հեռակա կերպով միացնել Raspberry Pi- ն ՝ օգտագործելով հեռավոր մուտքի գործիքներ, ինչպիսիք են ՝ SSH/PuTTY- ը, որը ծախսարդյունավետ է: Մի փոքր ստեղծագործական մոտեցում է, եթե գտնում եք, որ օգտագործում եք հարակից ռեսուրսները:

Քայլ 3. pրագրավորում Raspberry Pi- ը Python- ում

Դուք կարող եք դիտել Raspberry Pi- ի և SI7021- ի Python ծածկագիրը մեր Githubrepository- ում:

Նախքան ծրագրին անցնելը, համոզվեք, որ ուսումնասիրել եք Readme ֆայլում տրված հրահանգները և ըստ դրա կարգավորել ձեր Raspberry Pi- ն:

Խոնավությունը վերաբերում է հեղուկի, հատկապես ջրի առկայությանը, հաճախ հետքի քանակությամբ: Փոքր քանակությամբ ջուր կարող է հայտնաբերվել, օրինակ ՝ օդում (խոնավություն), սննդամթերքի և տարբեր առևտրային ապրանքների մեջ: Խոնավությունը վերաբերում է նաև օդում առկա ջրի գոլորշու քանակին:

Ստորև բերված է պիթոնի կոդը, և դուք կարող եք այն կլոնավորել և անհրաժեշտության դեպքում կարող եք իմպրովիզացիա կատարել:

# Տարածված է ազատ կամքի լիցենզիայի միջոցով: # SI7021 # Այս կոդը նախատեսված է SI7021_I2CS I2C մինի մոդուլի հետ աշխատելու համար, որը հասանելի է ControlEverything.com կայքում: #

ներմուծել smbus

ներմուծման ժամանակը

# Ձեռք բերեք I2C ավտոբուս

ավտոբուս = smbus. SMBus (1)

# SI7021 հասցե, 0x40 (64)

# 0xF5 (245) Ընտրեք Հարաբերական խոնավություն NO HOLD հիմնական ռեժիմ bus.write_byte (0x40, 0xF5)

ժամանակ. քուն (0.3)

# SI7021 հասցե, 0x40 (64)

# Կարդացեք տվյալները հետ, 2 բայթ, Խոնավություն MSB առաջին տվյալներ 0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Փոխակերպեք տվյալները

խոնավություն = ((տվյալներ 0 * 256 + տվյալներ 1) * 125 / 65536.0) - 6

ժամանակ. քուն (0.3)

# SI7021 հասցե, 0x40 (64)

# 0xF3 (243) Ընտրել ջերմաստիճանը NO HOLD հիմնական ռեժիմ bus.write_byte (0x40, 0xF3)

ժամանակ. քուն (0.3)

# SI7021 հասցե, 0x40 (64)

# Տվյալների վերադարձ, 2 բայթ, ջերմաստիճանի MSB առաջին տվյալներ 0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Փոխակերպեք տվյալները

cTemp = ((տվյալներ 0 * 256 + տվյալներ 1) * 175.72 / 65536.0) - 46.85 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# Ելքի տվյալները էկրանին

տպել «Հարաբերական խոնավություն է ՝ %.2f %%» %խոնավություն տպել «elsելսիուսի ջերմաստիճանը`

Քայլ 4: Աշխատանքային ռեժիմ

Այժմ, ներբեռնեք (կամ git pull) ծածկագիրը և բացեք այն Raspberry Pi- ում:

Գործարկեք տերմինալում կոդը կազմելու և վերբեռնելու հրամանները և տեսեք արտադրանքը Մոնիտորի վրա: Մի քանի պահից այն կցուցադրի բոլոր փոփոխականները: Սկսեք մի քանի մտքերով կամ թեմաներով և տեսեք, թե ինչ կարող եք գալ:

Քայլ 5: Applicրագրեր և առանձնահատկություններ

SI7021- ն առաջարկում է ճշգրիտ, ցածր էներգիայի, գործարանային չափագրված թվային լուծում, որն իդեալական է խոնավությունը, ցողի կետը և ջերմաստիճանը չափելու համար, ինչպիսիք են HVAC/R, Thermostats/Humidistats, Respiratory Therapy, White Goods, Indoor Weather Stations, Micro-Environments /Տվյալների կենտրոններ, Ավտոմոբիլային կլիմայի վերահսկում և մշուշում, ակտիվների և ապրանքների որոնում և բջջային հեռախոս և պլանշետներ:

Օրինակ ՝ Դուք կարող եք այս նախագիծը դարձնել HVAC ինդիկատոր փակ և տրանսպորտային միջավայրի հարմարավետության համար: Այն պահպանում է ջերմային միջավայրը `որոշելով ջերմաստիճանի վերահսկումը, թթվածնի հագեցումը և խոնավության, հոտերի, ծխի, ջերմության, փոշու, օդում բակտերիաների, ածխաթթու գազի և այլ գազերի հեռացումը: Բացի Խոնավության և peratերմաստիճանի տվիչներից, այս նախագծին կարող եք օգնել սենսորներով ՝ ճնշման, օդի որակի, ծխի դետեկտորից մինչև լույսի և հարևանության տվիչներով: Դուք կարող եք կատարելագործել ծածկագիրը ՝ ըստ կիրառվող սարքավորումների, այնուհետև կարող եք ունենալ ձեր սեփական կարգավորումը ՝ ջերմային հարմարավետություն ապահովելու համար: Այս նախագիծը հիանալի է երեխաների համար, և դուք ցանկանում եք նրանց ինչ -որ հիանալի բան ցույց տալ, գիտեք սովորել խաղալիս: Նման փոքր նախագիծը կարող է ավելի գեղեցիկ լինել երեխաների համար:

Քայլ 6: Եզրակացություն

Եթե ձեզ հետաքրքրում էր Raspberry Pi- ի աշխարհը դիտելը, ապա կարող եք ինքներդ ձեզ զարմացնել ՝ օգտվելով էլեկտրոնիկայի հիմունքներից, կոդավորումից, նախագծումից, զոդումից և ոչ: Այս գործընթացում կարող են լինել որոշ նախագծեր, որոնք կարող են հեշտ լինել, իսկ ոմանք կարող են ձեզ փորձարկել, մարտահրավեր նետել ձեզ: Բայց դուք կարող եք ճանապարհ ստեղծել և կատարելագործել այն ՝ փոփոխելով և ստեղծելով ձեր ստեղծագործությունը: Ձեր աջակցության համար մենք ունենք YouTube- ում զարմանահրաշ վիդեո ձեռնարկ, որը կարող է օգնել ձեր ուսումնասիրությունների և նախագծի յուրաքանչյուր ասպեկտի հետագա բացատրության համար: Հուսով ենք, որ դուք կգտնեք այս զարմանալի և օգտակար: Խնդրում ենք պատասխանել մեզ ցանկացած փոփոխության համար: