ใช้ Raspberry Pi ประเมินความชื้นและอุณหภูมิด้วย SI7006: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ในฐานะที่เป็นแฟนตัวยงของ Raspberry Pi เราจึงนึกถึงการทดลองที่น่าตื่นเต้นกว่านี้

ในแคมเปญนี้ เราจะทำการวัดอุณหภูมิและความชื้นที่ต้องการควบคุม โดยใช้ Raspberry Pi และ SI7006 เซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิ เรามาดูการเดินทางครั้งนี้เพื่อสร้างระบบวัดความชื้นกัน

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือที่จำเป็นที่เราต้องการ

การไม่รู้ชิ้นส่วนที่แน่ชัด มูลค่าของชิ้นส่วน และแหล่งที่หาซื้อมา มันน่ารำคาญจริงๆ ไม่ต้องกังวล เรามีที่จัดเรียงที่สำหรับคุณ เมื่อคุณได้รับมือกับทุกส่วนแล้ว โปรเจ็กต์จะเร็วพอๆ กับ Bolt ในการวิ่ง 100 ม.

1. ราสเบอร์รี่ปี่

ขั้นตอนแรกคือการได้รับบอร์ด Raspberry Pi Raspberry Pi เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Linux แบบบอร์ดเดียว มินิพีซีเอนกประสงค์ที่มีขนาด ความสามารถ และราคาต่ำ ทำให้ใช้งานได้จริงในการใช้งานพีซีขั้นพื้นฐาน แอพพลิเคชั่นที่ทันสมัย เช่น IoT ระบบอัตโนมัติในบ้าน เมืองอัจฉริยะ และอื่นๆ อีกมากมาย

2. I2C Shield สำหรับ Raspberry Pi

ในความเห็นของเรา สิ่งเดียวที่ Raspberry Pi 2 และ Pi 3 ขาดไปอย่างแท้จริงคือพอร์ต I²C INPI2 (อะแดปเตอร์ I2C) มีพอร์ต I²C ของ Raspberry Pi 2/3 สำหรับใช้กับอุปกรณ์ I²C หลายเครื่อง มีจำหน่ายแล้วที่ DCUBE Store

3. SI7006 เซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิ

Si7006 I²C Humidity and Temperature Sensor เป็น CMOS IC แบบเสาหินที่รวมองค์ประกอบเซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิ ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล การประมวลผลสัญญาณ ข้อมูลการสอบเทียบ และอินเทอร์เฟซ I²C เราซื้อเซ็นเซอร์นี้จากร้าน DCUBE

4. สายเคเบิลเชื่อมต่อ I2C

เรามีสายเชื่อมต่อ I²C ที่ DCUBE Store

5. สายไมโคร USB

ความซับซ้อนน้อยที่สุด แต่เข้มงวดที่สุดในแง่ของความต้องการพลังงานคือ Raspberry Pi! วิธีที่ง่ายที่สุดในการจ่ายไฟให้กับ Raspberry Pi คือการใช้สาย Micro USB

6. สายเคเบิลอีเทอร์เน็ต(LAN)/ดองเกิล USB WiFi

"เข้มแข็งไว้" ฉันกระซิบสัญญาณ wifi ให้ Raspberry Pi ของคุณเชื่อมต่อกับสาย Ethernet (LAN) แล้วเสียบเข้ากับเราเตอร์เครือข่ายของคุณ ให้มองหาอแด็ปเตอร์ WiFi และใช้พอร์ต USB พอร์ตใดพอร์ตหนึ่งเพื่อเข้าถึงเครือข่ายไร้สาย เป็นทางเลือกที่ชาญฉลาด ง่าย เล็ก และราคาถูก !

7. สาย HDMI/การเข้าถึงระยะไกล

ด้วยสาย HDMI บนบอร์ด คุณสามารถเชื่อมต่อกับทีวีดิจิตอลหรือจอภาพได้ อยากประหยัดเงิน! Raspberry Pi สามารถเข้าถึงได้จากระยะไกลโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น SSH และการเข้าถึงทางอินเทอร์เน็ต คุณสามารถใช้ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส PuTTY ได้

เงินมักจะมีค่าใช้จ่ายมากเกินไป

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์

โดยทั่วไปวงจรค่อนข้างตรงไปตรงมา ทำวงจรตามแผนผังที่แสดง เลย์เอาต์นั้นค่อนข้างเรียบง่าย และคุณไม่น่าจะมีปัญหาใดๆ ในการไตร่ตรองของเรา เราได้แก้ไขข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพียงเพื่อปรับปรุงหน่วยความจำสำหรับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของเรา เราต้องการวาดแผนผังอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายสำหรับโครงการนี้ แผนผังอิเล็กทรอนิกส์เป็นเหมือนพิมพ์เขียวสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ วาดพิมพ์เขียวและทำตามการออกแบบอย่างระมัดระวัง สำหรับการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ YouTube อาจระงับความสนใจของคุณ (นี่คือกุญแจสำคัญ!)

การเชื่อมต่อ Raspberry Pi และ I2C Shield

ก่อนอื่นให้นำ Raspberry Pi มาวาง I²C Shield ลงไป กดโล่เบา ๆ เมื่อคุณรู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ มันคือเค้กชิ้นหนึ่ง (ดูภาพด้านบน)

การเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และ Raspberry Pi

นำเซ็นเซอร์และเชื่อมต่อสายเคเบิล I²C เข้ากับเซ็นเซอร์ เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดของสายเคเบิลนี้ โปรดอย่าลืมว่าเอาต์พุต I²C เชื่อมต่อกับอินพุต I²C เสมอ ควรทำเช่นเดียวกันกับ Raspberry Pi ที่มีแผงป้องกัน I²C อยู่ด้านบน ข้อได้เปรียบที่สำคัญของการใช้ I²C Shield/Adapter และสายเชื่อมต่อคือเราไม่มีปัญหาเรื่องสายไฟที่อาจทำให้เกิดความขัดข้องและใช้เวลานานในการแก้ไข โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณไม่แน่ใจว่าจะเริ่มแก้ไขปัญหาจากที่ใด เป็นตัวเลือกแบบพลักแอนด์เพลย์ (นี่คือปลั๊ก ถอดปลั๊กและเล่น ใช้งานง่ายมาก ไม่น่าเชื่อ)

หมายเหตุ: สายสีน้ำตาลควรเป็นไปตามการเชื่อมต่อกราวด์ (GND) ระหว่างเอาต์พุตของอุปกรณ์หนึ่งกับอินพุตของอุปกรณ์อื่นเสมอ

เครือข่ายเป็นสิ่งสำคัญ

เพื่อให้โครงการของเราประสบความสำเร็จ เราจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตสำหรับ Raspberry Pi ของเรา สำหรับสิ่งนี้ คุณมีตัวเลือกต่างๆ เช่น การเชื่อมต่อสายเคเบิลอีเทอร์เน็ต (LAN) กับเครือข่ายในบ้าน นอกจากนี้ อีกวิธีหนึ่งแต่สะดวกคือการใช้อแด็ปเตอร์ WiFi ในบางครั้ง คุณต้องมีไดรเวอร์จึงจะใช้งานได้ ดังนั้นควรเลือกรุ่นที่มี Linux ในคำอธิบาย

กำลังของวงจร

เสียบสาย Micro USB เข้ากับแจ็คไฟของ Raspberry Pi เปิดเครื่องแล้วดับ

พลังมหาศาลมาพร้อมบิลค่าไฟมหาศาล

การเชื่อมต่อกับหน้าจอ

เราสามารถเชื่อมต่อสาย HDMI กับจอภาพ/ทีวีเครื่องใหม่ หรือเราจะสร้างงานศิลปะเล็กๆ น้อยๆ เพื่อสร้าง Raspberry Pi ที่เชื่อมต่อจากระยะไกล ซึ่งประหยัดได้โดยใช้เครื่องมือการเข้าถึงระยะไกล เช่น SSH และ PuTTY

จำไว้ว่าแม้แต่แบทแมนยังต้องลดขนาดเศรษฐกิจแบบนี้

ขั้นตอนที่ 3: การเขียนโปรแกรม Python Raspberry Pi

คุณสามารถดูรหัส Python สำหรับ Raspberry Pi และ SI7006 Sensor บนที่เก็บ Github ของเรา

ก่อนเข้าสู่โปรแกรม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้อ่านคำแนะนำที่ให้ไว้ในไฟล์ Readme และตั้งค่า Raspberry Pi ของคุณตามนั้น จะใช้เวลาสักครู่ถ้าคุณเอามันออกไปให้พ้นทางก่อน ความชื้นคือปริมาณไอน้ำในอากาศ ไอน้ำเป็นเฟสก๊าซของน้ำและมองไม่เห็น ความชื้นบ่งบอกถึงแนวโน้มที่ฝนจะตก น้ำค้าง หรือหมอก ความชื้นสัมพัทธ์ (ตัวย่อ RH) คืออัตราส่วนของความดันบางส่วนของไอน้ำต่อความดันไอที่สมดุลของน้ำ ณ อุณหภูมิที่กำหนด ความชื้นสัมพัทธ์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันของระบบที่สนใจ

ด้านล่างนี้คือโค้ดหลาม และคุณสามารถโคลนและแก้ไขโค้ดได้ตามต้องการ

# แจกจ่ายด้วยใบอนุญาตฟรี # ใช้งานได้ตามที่คุณต้องการ ไม่ว่าจะมีกำไรหรือให้เปล่า หากเหมาะสมกับใบอนุญาตของงานที่เกี่ยวข้อง # SI7006-A20 # รหัสนี้ออกแบบมาเพื่อทำงานกับ SI7006-A20_I2CS I2C Mini Module ที่มีจำหน่ายจาก ControlEverything.com #

นำเข้า smbus

เวลานำเข้า

# รับรถบัส I2C

รถบัส = smbus. SMBus(1)

# SI7006_A20 ที่อยู่ 0x40(64)

# 0xF5 (245) เลือกความชื้นสัมพัทธ์ NO HOLD MASTER โหมด bus.write_byte (0x40, 0xF5)

เวลานอน(0.5)

# SI7006_A20 ที่อยู่ 0x40(64)

# อ่านข้อมูลย้อนหลัง 2 ไบต์ ความชื้น MSB แรก data0 = bus.read_byte(0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

#แปลงข้อมูล

ความชื้น = (125.0 * (data0 * 256.0 + data1) / 65536.0) - 6.0

# SI7006_A20 ที่อยู่ 0x40(64)

# 0xF3(243) เลือกอุณหภูมิ NO HOLD MASTER โหมด bus.write_byte(0x40, 0xF3)

เวลานอน(0.5)

# SI7006_A20 ที่อยู่ 0x40(64)

# อ่านข้อมูลย้อนหลัง 2 ไบต์ อุณหภูมิ MSB แรก data0 = bus.read_byte(0x40) data1 = bus.read_byte(0x40)

#แปลงข้อมูล

cTemp = (175.72 * (data0 * 256.0 + data1) / 65536.0) - 46.85 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# ส่งออกข้อมูลไปยังหน้าจอ

พิมพ์ "ความชื้นสัมพัทธ์คือ: %.2f %%RH" %ความชื้นพิมพ์ "อุณหภูมิในเซลเซียสคือ: %.2f C" %cTemp พิมพ์ "อุณหภูมิในฟาเรนไฮต์คือ: %.2f F" %fTemp

ขั้นตอนที่ 4: โหมดการปฏิบัติจริง

ตอนนี้ดาวน์โหลด (หรือ git pull) รหัสแล้วเปิดบน Raspberry Pi

รันคำสั่งเพื่อคอมไพล์และอัพโหลดโค้ดบนเทอร์มินัลและดูผลลัพธ์บนมอนิเตอร์ หลังจากนั้นครู่หนึ่ง มันจะคัดกรองพารามิเตอร์ทั้งหมด หลังจากแน่ใจว่าทุกอย่างทำงานได้อย่างสมบูรณ์ คุณสามารถด้นสดและเดินหน้าต่อไปโดยนำโปรเจ็กต์นี้ไปเป็นสถานที่ที่น่าสนใจมากขึ้น

ขั้นตอนที่ 5: แอปพลิเคชันและคุณสมบัติ

Si7006 นำเสนอโซลูชันดิจิตอลที่แม่นยำ ใช้พลังงานต่ำ ปรับเทียบจากโรงงาน ซึ่งเหมาะสำหรับการตรวจวัดความชื้น จุดน้ำค้าง และอุณหภูมิ ในการใช้งานเช่น HVAC/R, เทอร์โมสตัท/ความชื้น, การบำบัดระบบทางเดินหายใจ, สินค้าสีขาว, สถานีตรวจอากาศในร่ม, สภาพแวดล้อมขนาดเล็ก /ศูนย์ข้อมูล ระบบควบคุมสภาพอากาศและการไล่ฝ้าในรถยนต์ การติดตามทรัพย์สินและสินค้า และโทรศัพท์มือถือและแท็บเล็ต

สำหรับเช่น ฉันชอบไข่ของฉันอย่างไร อืม ในเค้ก !

คุณสามารถสร้างโปรเจ็กต์ Student Classroom Incubator ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและความชื้นที่ต้องควบคุมอุณหภูมิ โดยใช้ Raspberry Pi และ SI7006-A20 ฟักไข่ในห้องเรียน ! มันจะเป็นโครงงานวิทยาศาสตร์ที่น่ายินดีและให้ข้อมูลและยังเป็นประสบการณ์แรกที่นักเรียนจะได้เห็นรูปแบบชีวิตในขั้นพื้นฐาน Student Classroom Incubator เป็นโครงการที่ค่อนข้างรวดเร็วในการสร้าง สิ่งต่อไปนี้ควรสร้างประสบการณ์ที่สนุกสนานและประสบความสำเร็จสำหรับคุณและนักเรียนของคุณ เริ่มจากอุปกรณ์ที่สมบูรณ์แบบก่อนที่เราจะฟักไข่ด้วยจิตใจที่อ่อนเยาว์

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

เชื่อว่าการดำเนินการนี้กระตุ้นให้เกิดการทดลองเพิ่มเติม หากคุณเคยสงสัยที่จะมองเข้าไปในโลกของ Raspberry Pi แล้วล่ะก็ คุณจะประหลาดใจได้ด้วยการใช้ประโยชน์จากพื้นฐานทางอิเล็กทรอนิกส์ การเขียนโค้ด การออกแบบ การบัดกรี และสิ่งที่ไม่ควรทำ ในกระบวนการนี้ อาจมีบางโครงการที่อาจเป็นเรื่องง่าย ในขณะที่บางโครงการอาจทดสอบคุณ ท้าทายคุณ เพื่อความสะดวกของคุณ เรามีวิดีโอแนะนำที่น่าสนใจบน YouTube ซึ่งอาจเปิดกว้างสำหรับความคิดของคุณ แต่คุณสามารถสร้างวิธีการและทำให้สมบูรณ์แบบได้โดยการปรับเปลี่ยนและสร้างผลงานของคุณเอง ขอให้สนุกและสำรวจเพิ่มเติม!