Bygg et hygrometer hjemme ved hjelp av Raspberry Pi og SI7021: 6 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Er det fuktig i dag? Det føles litt fuktig for meg

Noen ganger for oss viser høy luftfuktighet seg å være veldig ubehagelig så vel som usunt. For husholdere kan det også forårsake potensiell skade. For et hjem ødelegger høy luftfuktighet tregulv og møbler med oppmuntrende muggenvekst rundt oss. Heldigvis er det metoder som lar deg overvåke og kontrollere fuktigheten i hjemmet.

I dette korstoget skal vi lage et Hygrometer, et system som brukes til å måle fuktighetsinnholdet i atmosfæren, ved hjelp av en Raspberry Pi og SI7021, fuktighets- og temperatursensor. Målet vårt var å kontrollere den relative fuktigheten og temperaturen i leiligheten (ideell relativ fuktighet er omtrent 40-50%, ideell romtemperatur er omtrent mellom 15 ° C (59 ° F) og 30 ° C (86 ° F)) og en måten er å bruke et hygrometer. Vi kunne selvfølgelig ha kjøpt en, men med en Raspberry Pi og fuktighets- og temperatursensor i hånden trodde vi at vi skulle lage en (hvorfor ikke!).

Trinn 1: Nødvendig imperativutstyr

Uten å vite de eksakte delene, verdien og hvor i all verden de skal få dem, er det veldig irriterende. Ikke bekymre deg. Vi har ordnet det for deg. Når du har fått delene i kvadrat, bør det være et øyeblikk å gjøre dette prosjektet.

1. Bringebær Pi

Det første trinnet var å skaffe et Raspberry Pi -kort. Raspberry Pi er en enbrettet Linux-basert datamaskin. Denne lille PC-en gir kraft i datakraft, brukt i elektronikkprosjekter, og enkle operasjoner som regneark, tekstbehandling, nettlesing og e-post og spill.

2. I²C Shield for Raspberry Pi

Etter vår mening er det eneste Raspberry Pi 2 og Pi 3 virkelig mangler, en I²C -port. INPI2 (I2C -adapteren) gir Raspberry Pi 2/3 en I²C -port for bruk med flere I²C -enheter. Den er tilgjengelig på Dcube Store.

3. SI7021 Fuktighets- og temperatursensor

SI7021 I²C fuktighets- og 2-soners temperatursensor er en monolitisk CMOS IC som integrerer fuktighets- og temperatursensorelementer, en analog-til-digital-omformer, signalbehandling, kalibreringsdata og et I²C-grensesnitt. Vi kjøpte denne sensoren fra Dcube Store.

4. I²C -tilkoblingskabel

Vi hadde I²C -tilkoblingskabelen tilgjengelig på DcubeStore.

5. Micro USB -kabel

Den minst kompliserte, men strengeste når det gjelder strømbehov er Raspberry Pi! Den enkleste måten å drive Raspberry Pi på er via mikro -USB -kabelen.

6. Ethernet (LAN) kabel/ USB WiFi -adapter

Ser du noen gang på livet ditt og tenker: Hva har internett gjort mot meg?

Den klassiske måten å få Raspberry Pi tilkoblet på er å bruke en Ethernet -kabel og koble den til nettverksruteren. Alternativt kan WiFi-tilkobling opprettes ved å koble til en WiFi-dongle og venstreklikke på nettverksikonet for å få opp en liste over tilgjengelige WiFi-nettverk.

7. HDMI -kabel/ ekstern tilgang

Med HDMI -kabel ombord kan du koble den til en digital -TV eller til en skjerm. Vil du ha en nøysom måte! Raspberry Pi kan nås eksternt ved hjelp av forskjellige metoder som-SSH og Access via Internett. Du kan bruke PuTTY-programvaren med åpen kildekode.

Jeg hater matte, men jeg elsker å telle penger

Trinn 2: Opprette maskinvaretilkoblinger

Generelt er kretsen ganske rett frem. Lag kretsen i henhold til skjematisk vist. Oppsettet er relativt enkelt, og du bør ikke ha noen problemer.

I vårt tilfelle reviderte vi noen grunnleggende elektronikk bare for å pusse opp minnet for maskinvare og programvare. Vi ønsket å lage en enkel elektronisk skjema for dette prosjektet. Elektroniske skjemaer er som en blåkopi for elektronikk. Lag en plan og følg designet nøye.

Raspberry Pi og I²C Shield -tilkobling

Ta først Raspberry Pi og legg I²C Shield på den. Trykk skjoldet forsiktig på GPIO -pinnene. Gjør det som er rett, ikke det som er lett (se bildet ovenfor).

Sensor og Raspberry Pi -tilkobling

Ta sensoren og koble I²C -kabelen med den. For riktig bruk av denne kabelen, må du huske at I²C -utgangen ALLTID kobles til I²C -inngangen. Det samme måtte følges for Raspberry Pi med I²C -skjoldet montert over det.

Den store fordelen med å bruke I²C Shield/Adapter og tilkoblingskablene er at vi ikke har flere problemer med å fikse ledninger som kan forårsake frustrasjon og tidsforbruk å fikse, spesielt når du ikke er sikker på hvor du skal begynne feilsøking. Bare den enkle prosessen som vi har nevnt. Det er plug and play -alternativ.

Merk: Den brune ledningen bør alltid følge jordforbindelsen (GND) mellom utgangen til en enhet og inngangen til en annen enhet

Internett -tilkobling er viktig

For å gjøre prosjektet vårt til en suksess, trenger vi internettilgang for Raspberry Pi. Du har to valg her. Enten kan du koble Raspberry Pi til nettverket med en Ethernet -kabel eller bruke en USB til WiFi -adapter for WIFI -tilkobling. Uansett, så lenge den er koblet til internett du er dekket.

Drift av kretsen

Koble Micro USB -kabelen til strømkontakten på Raspberry Pi. Slå den på, og vi er på vei.

Vår generasjon er bedre forberedt på en Zombie -apokalypse enn en time uten strøm

Tilkobling til monitor

Vi kan enten ha HDMI-kabelen koblet til en ny skjerm/TV, eller vi kan eksternt koble Raspberry Pi ved hjelp av verktøy for ekstern tilgang som SSH/PuTTY, som er kostnadseffektivt. Det er litt kreativ tilnærming hvis du finner bruk av de omkringliggende ressursene.

Trinn 3: Programmering av Raspberry Pi i Python

Du kan se Python -koden for Raspberry Pi og SI7021 i vårt Githubrepository.

Før du går videre til programmet, må du kontrollere instruksjonene i Readme -filen og konfigurere Raspberry Pi i henhold til den.

Fukt refererer til tilstedeværelsen av en væske, spesielt vann, ofte i spormengder. Små mengder vann kan finnes, for eksempel i luften (fuktighet), i matvarer og i forskjellige kommersielle produkter. Fukt refererer også til mengden vanndamp som er tilstede i luften.

Nedenfor er pythonkoden, og du kan klone den og kan improvisere om nødvendig.

# Distribuert med en fri viljelisens.# Bruk den som du vil, profitt eller gratis, forutsatt at den passer inn i lisensene til de tilhørende verkene. # SI7021 # Denne koden er designet for å fungere med SI7021_I2CS I2C Mini Module tilgjengelig fra ControlEverything.com. #

importer smbus

importtid

# Få I2C -buss

buss = smbus. SMBus (1)

# SI7021 adresse, 0x40 (64)

# 0xF5 (245) Velg relativ luftfuktighet INGEN HOLD hovedmodus buss. Skrive_byte (0x40, 0xF5)

time.sleep (0,3)

# SI7021 adresse, 0x40 (64)

# Les data tilbake, 2 byte, Fuktighet MSB første data0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Konverter dataene

fuktighet = ((data0 * 256 + data1) * 125 / 65536.0) - 6

time.sleep (0,3)

# SI7021 adresse, 0x40 (64)

# 0xF3 (243) Velg temperatur NO HOLD master mode bus.write_byte (0x40, 0xF3)

time.sleep (0,3)

# SI7021 adresse, 0x40 (64)

# Les data tilbake, 2 byte, Temperatur MSB første data0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Konverter dataene

cTemp = ((data0 * 256 + data1) * 175,72 / 65536,0) - 46,85 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Utdata til skjermen

print "Relativ fuktighet er: %.2f %%" %fuktighetsutskrift "Temperatur i Celsius er: %.2f C" %cTemp print "Temperatur i Fahrenheit er: %.2f F" %fTemp

Trinn 4: Arbeidsmodus

Last ned (eller git pull) koden og åpne den i Raspberry Pi.

Kjør kommandoene for å kompilere og laste opp koden på terminalen og se utgangen på Monitor. Etter noen få øyeblikk vil den vise alle variablene. Start med noen tanker eller temaer og se hva du kan finne på.

Trinn 5: Programmer og funksjoner

SI7021 tilbyr en nøyaktig, lav effekt, fabrikk-kalibrert digital løsning ideell for måling av fuktighet, duggpunkt og temperatur, i applikasjoner som HVAC/R, termostater/humidistater, åndedrettsterapi, hvitevarer, værstasjoner innendørs, mikro-miljøer /Datasentre, Automotive Climate Control and Defogging, Asset and Goods Tracing og mobiltelefon og nettbrett.

For f.eks. Du kan forbedre dette prosjektet til en HVAC -indikator for innendørs og kjøretøymiljøkomfort. Det opprettholder det termiske miljøet som bestemmer temperaturkontroll, oksygenpåfylling og fjerning av fuktighet, lukt, røyk, varme, støv, luftbårne bakterier, karbondioksid og andre gasser. Bortsett fra fuktighets- og temperatursensorer, kan du hjelpe dette prosjektet med sensorer som spenner fra trykk, luftkvalitet, røykvarsler til lys- og nærhetssensorer. Du kan gjøre forbedringer i koden i henhold til ønsket maskinvare, og deretter kan du ha ditt eget oppsett for å gjøre deg termisk komfortabel. Dette prosjektet er flott for barn, og du vil vise dem noen flotte ting, du vet å lære mens du spiller. Et lite prosjekt som dette kan være mer ganske fantastisk for barn.

Trinn 6: Konklusjon

Hvis du har lurt på å se på Raspberry Pi -verdenen, kan du forbløffe deg selv ved å bruke det grunnleggende om elektronikk, koding, design, lodding og hva ikke. I denne prosessen kan det være noen prosjekter som kan være enkle, mens noen kan teste deg og utfordre deg. Men du kan lage en måte og perfeksjonere den ved å endre og lage en skapelse av din. For din hjelp har vi en fantastisk videoopplæring på YouTube som kan hjelpe deg med å utforske og for ytterligere forklaring av alle aspekter av prosjektet. Vi håper du finner dette fantastisk og nyttig. Svar oss for eventuelle endringer.