การตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้นโดยใช้ SHT25 และ Raspberry Pi: 5 ขั้นตอน

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

เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้ทำงานในโครงการต่างๆ ซึ่งจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้น จากนั้นเราก็ตระหนักว่าพารามิเตอร์ทั้งสองนี้มีบทบาทสำคัญในการประมาณประสิทธิภาพการทำงานของระบบ ทั้งในระดับอุตสาหกรรมและระบบส่วนบุคคล ระดับอุณหภูมิที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพของระบบที่เพียงพอ

นี่คือเหตุผล ในบทช่วยสอนนี้ เราจะอธิบายการทำงานของเซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิ SHT25 โดยใช้ราสเบอร์รี่ pi ในบทช่วยสอนพิเศษนี้ การแสดงการทำงานนั้นแสดงให้เห็นโดยใช้โค้ดจาวา

ฮาร์ดแวร์ที่คุณต้องการเพื่อจุดประสงค์นี้คือ:

1. SHT25

2. ราสเบอร์รี่ปี่

3. สายเคเบิล I2C

4. เกราะป้องกัน I2C สำหรับราสเบอร์รี่ pi

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวม SHT25:

ก่อนอื่น เรามาเริ่มด้วยความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับเซ็นเซอร์และโปรโตคอลที่ใช้ทำงานกันก่อน

SHT25 I2C เซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิ ±1.8%RH ±0.2°C I2C Mini Module เป็นเซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในแง่ของฟอร์มแฟคเตอร์และความชาญฉลาด โดยให้สัญญาณเซ็นเซอร์ที่ปรับเทียบแล้วเป็นเส้นตรงในรูปแบบ I2C ดิจิทัล เมื่อรวมเข้ากับวงจรอนาล็อกและดิจิตอลเฉพาะ เซ็นเซอร์นี้เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการวัดอุณหภูมิและความชื้น

โปรโตคอลการสื่อสารที่เซ็นเซอร์ทำงานคือ I2C I2C ย่อมาจากวงจรรวม เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่การสื่อสารเกิดขึ้นผ่านสาย SDA (ข้อมูลอนุกรม) และ SCL (นาฬิกาอนุกรม) อนุญาตให้เชื่อมต่ออุปกรณ์หลายเครื่องพร้อมกัน เป็นหนึ่งในโปรโตคอลการสื่อสารที่ง่ายและมีประสิทธิภาพมากที่สุด

ขั้นตอนที่ 2: สิ่งที่คุณต้องการ….!

วัสดุที่เราต้องการเพื่อให้บรรลุเป้าหมายประกอบด้วยส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ต่อไปนี้:

1. SHT25 ความชื้นและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ

2. ราสเบอร์รี่ปี่

3. สายเคเบิล I2C

4. I2C Shield สำหรับ Raspberry Pi

5. สายเคเบิลอีเธอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์:

ส่วนการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์โดยทั่วไปจะอธิบายการเชื่อมต่อสายไฟที่จำเป็นระหว่างเซ็นเซอร์และราสเบอร์รี่ pi ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นพื้นฐานในขณะที่ทำงานกับระบบใด ๆ สำหรับเอาต์พุตที่ต้องการ ดังนั้น การเชื่อมต่อที่จำเป็นมีดังนี้:

• SHT25 จะทำงานบน I2C นี่คือตัวอย่างไดอะแกรมการเดินสาย ซึ่งสาธิตวิธีเชื่อมต่อแต่ละอินเทอร์เฟซของเซ็นเซอร์
• นอกกรอบ บอร์ดได้รับการกำหนดค่าสำหรับอินเทอร์เฟซ I2C ดังนั้นเราขอแนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อนี้หากคุณไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า สิ่งที่คุณต้องมีคือสี่สาย!
• ต้องใช้พิน Vcc, Gnd, SCL และ SDA เพียงสี่การเชื่อมต่อเท่านั้น และเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล I2C

การเชื่อมต่อเหล่านี้แสดงให้เห็นในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: รหัส Java การตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้น:

ข้อดีของการใช้ raspberry pi คือ ให้ความยืดหยุ่นของภาษาการเขียนโปรแกรมที่คุณต้องการตั้งโปรแกรมบอร์ดเพื่อเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ ใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบของบอร์ดนี้ เรากำลังสาธิตการเขียนโปรแกรมใน Java สามารถดาวน์โหลดโค้ด Java สำหรับ SHT25 ได้จากชุมชน GitHub ที่ Dcube Store

เพื่อความสะดวกของผู้ใช้ เรากำลังอธิบายรหัสที่นี่ด้วย:

ในขั้นแรกของการเข้ารหัส คุณต้องดาวน์โหลดไลบรารี pi4j ในกรณีของจาวา เนื่องจากไลบรารีนี้รองรับฟังก์ชันที่ใช้ในโค้ด ดังนั้น หากต้องการดาวน์โหลดห้องสมุด คุณสามารถไปที่ลิงก์ต่อไปนี้:

pi4j.com/install.html

คุณสามารถคัดลอกโค้ดจาวาที่ใช้งานได้สำหรับเซ็นเซอร์นี้จากที่นี่ด้วย:

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; นำเข้า java.io. IOException; คลาสสาธารณะ SHT25 { โมฆะสาธารณะหลัก (สตริง args ) พ่นข้อยกเว้น { // สร้างบัส I2C I2CBus บัส = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // รับอุปกรณ์ I2C ที่อยู่ SHT25 I2C คือ 0x40(64) อุปกรณ์ I2CDevice = Bus.getDevice(0x40); // ส่งคำสั่งการวัดอุณหภูมิ, NO HOLD master device.write((byte)0xF3); เธรดการนอนหลับ (500); // อ่านข้อมูล 2 ไบต์ // temp msb, temp lsb byte data = new byte[2]; อุปกรณ์อ่าน (ข้อมูล 0, 2); // แปลงข้อมูลสองเท่า cTemp = (((((data[0] & 0xFF) * 256) + (data[1] & 0xFF)) * 175.72) / 65536.0) - 46.85; fTemp สองเท่า = (cTemp * 1.8) + 32; // ส่งคำสั่งการวัดความชื้น, NO HOLD master device.write((byte)0xF5); เธรดการนอนหลับ (500); // อ่านข้อมูล 2 ไบต์ // msb ความชื้น, อุปกรณ์ความชื้น lsb.read (ข้อมูล, 0, 2); // แปลงข้อมูลความชื้นสองเท่า = ((((((data[0] & 0xFF)) * 256) + (data[1] & 0xFF)) * 125.0) / 65536.0) - 6; // ส่งออกข้อมูลไปยังหน้าจอ System.out.printf("ความชื้นสัมพัทธ์: %.2f %% RH %n", ความชื้น); System.out.printf("อุณหภูมิในเซลเซียส: %.2f C %n", cTemp); System.out.printf("อุณหภูมิในฟาเรนไฮต์: %.2f F %n", fTemp); } }

ผลลัพธ์ของรหัสยังแสดงในภาพด้านบน

ห้องสมุดที่อำนวยความสะดวกในการสื่อสาร i2c ระหว่างเซ็นเซอร์และบอร์ดคือ pi4j แพ็คเกจต่างๆ I2CBus, I2CDevice และ I2CFactory ช่วยสร้างการเชื่อมต่อ

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; นำเข้า com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; นำเข้า java.io. IOException;

โค้ดส่วนนี้ทำให้เซ็นเซอร์ทำงานสำหรับการวัดอุณหภูมิและการวัดความชื้นโดยการเขียนคำสั่งที่เกี่ยวข้องโดยใช้ฟังก์ชัน write() จากนั้นข้อมูลจะถูกอ่านโดยใช้ฟังก์ชัน read()

อุปกรณ์.write((ไบต์)0xF3);

เธรดการนอนหลับ (500);

// อ่านข้อมูลขนาด 2 ไบต์

// ชั่วคราว msb, ชั่วคราว lsb

ไบต์ data = ไบต์ใหม่[2];

อุปกรณ์อ่าน (ข้อมูล 0, 2);

// ส่งคำสั่งการวัดความชื้น NO HOLD master

อุปกรณ์.write((ไบต์)0xF5);

เธรดการนอนหลับ (500);

// อ่านข้อมูลขนาด 2 ไบต์

// ความชื้น msb ความชื้น lsb

อุปกรณ์อ่าน (ข้อมูล 0, 2);

ขั้นตอนที่ 5: การใช้งาน:

เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ SHT25 มีการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การตรวจสอบอุณหภูมิ การป้องกันความร้อนต่อพ่วงคอมพิวเตอร์ เรายังได้นำเซ็นเซอร์นี้ไปใช้กับการใช้งานสถานีตรวจอากาศ และระบบตรวจสอบเรือนกระจกด้วย