Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind wichtige Datenpunkte in der heutigen industriellen Welt. Die Überwachung von Umgebungsdaten für Serverräume, gewerbliche Gefriergeräte und Produktionslinien ist notwendig, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten. Es gibt viele Lösungen, die von einfach bis komplex reichen, und es kann überwältigend erscheinen, was Ihr Unternehmen benötigt und wo Sie anfangen sollen.
Wir zeigen Ihnen, wie Sie einen Raspberry Pi-Temperatursensor mit verschiedenen Temperatursensoren erstellen und verwenden. Dies ist ein guter Anfang, da diese Lösungen kostengünstig und einfach zu bewerkstelligen sind und Ihnen eine Grundlage für andere Umweltüberwachungen bieten.
Ein Raspberry Pi ist ein kostengünstiger Einplatinencomputer, mit dem Sie eine Verbindung zu einem Temperatursensor herstellen und die Daten an eine Datenvisualisierungssoftware streamen können. Raspberry Pi begann als Lernwerkzeug und hat sich zu einem industriellen Arbeitsplatzwerkzeug entwickelt. Die Benutzerfreundlichkeit und die Fähigkeit, mit Python, der am schnellsten wachsenden Programmiersprache, zu programmieren, haben sie zu einer Lösung gemacht.
Sie möchten einen Raspberry Pi mit integriertem WLAN, bei dem es sich um Modelle 3, 4 und Zero W / WH handelt. Zwischen diesen können Sie basierend auf Preisen und Funktionen wählen. Der Zero W / WH ist der billigste, aber wenn Sie mehr Funktionalität benötigen, können Sie zwischen 3 und 4 wählen. Aufgrund von Einschränkungen durch die Raspberry Pi Foundation können Sie jeweils nur einen Zero W / WH kaufen. Was auch immer Pi Sie wählen, stellen Sie sicher, ein Ladegerät zu kaufen, da das ist, wie Sie die Pi und eine SD-Karte mit Raspbian macht die Installation des Betriebssystems so einfach wie möglich zu machen.
Es gibt andere Einplatinencomputer, die auch funktionieren können, aber das ist für eine andere Zeit und einen anderen Artikel.
Sensoren
Wir empfehlen die Verwendung von vier Sensoren, da diese kostengünstig und einfach anzuschließen sind und genaue Messwerte liefern: DSB18B20, DHT22, BME280 und Raspberry Pi Sense HAT.
DHT22-Diese temperatur und feuchtigkeit sensor hat temperatur genauigkeit von +/-0,5 C und eine feuchtigkeit palette von 0 zu 100 prozent. Es ist einfach zu draht bis zu die Raspberry Pi und nicht erfordern pull up widerstände.
DSB18B20 – Dieser Temperatursensor verfügt über einen digitalen Ausgang, der gut mit dem Raspberry Pi funktioniert. Es hat drei Drähte und benötigt ein Steckbrett und einen Widerstand für die Verbindung.
BME280 – Dieser Sensor misst Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck. Es kann sowohl in SPI als auch in I2C verwendet werden.
Sense HAT — Dies ist ein Add-on-Board für Raspberry Pi mit LEDs, Sensoren und einem winzigen Joystick. Es wird direkt an den GPIO auf dem Raspberry Pi angeschlossen, aber mit einem Flachbandkabel erhalten Sie genauere Temperaturmessungen.
Raspberry Pi Setup
Wenn Sie Ihren Raspberry Pi zum ersten Mal einrichten, müssen Sie das Raspbian-Betriebssystem installieren und Ihren Pi mit WLAN verbinden. Dies erfordert einen Monitor und eine Tastatur, um eine Verbindung zum Pi herzustellen. Sobald Sie es eingerichtet und mit dem WLAN verbunden haben, ist Ihr Pi einsatzbereit.
Anfangsstatuskonto
Sie benötigen einen Ort, an dem Sie Ihre Daten senden können, um ein historisches Protokoll zu führen und den Echtzeit-Datenstrom anzuzeigen. Gehen Sie zu https://iot.app.initialstate.com und erstellen Sie ein neues Konto oder melden Sie sich bei Ihrem bestehenden Konto an.
Als nächstes müssen wir das Initial State Python-Modul auf Ihrem Pi installieren. Führen Sie an einer Eingabeaufforderung (vergessen Sie nicht, zuerst SSH in Ihren Pi einzugeben) den folgenden Befehl aus:
Nachdem Sie den Befehl curl in die Eingabeaufforderung eingegeben haben, sehen Sie auf dem Bildschirm etwas Ähnliches wie die folgende Ausgabe:
Wenn Sie aufgefordert werden, automatisch ein Beispielskript abzurufen, geben Sie y ein. Dadurch wird ein Testskript erstellt, das wir ausführen können, um sicherzustellen, dass wir Daten in den Ausgangszustand streamen können. In der nächsten Eingabeaufforderung werden Sie gefragt, wo Sie die Beispieldatei speichern möchten. Sie können entweder einen benutzerdefinierten lokalen Pfad eingeben oder die Eingabetaste drücken, um den Standardspeicherort zu akzeptieren. Schließlich werden Sie gefragt, welche Anfangsstatus-App Sie verwenden. Wenn Sie kürzlich ein Konto erstellt haben, wählen Sie Option 2, geben Sie Ihren Benutzernamen und Ihr Passwort ein. Danach ist die Installation abgeschlossen.
Schauen wir uns das erstellte Beispielskript an.
$ nano is_example.py
In Zeile 15 sehen Sie eine Zeile, die mit streamer = Streamer(bucket_ ... beginnt. Diese Zeile erstellt einen neuen Daten-Bucket mit dem Namen „Python Stream Example“ und ist Ihrem Konto zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgt aufgrund des Parameters access_key="..." in derselben Zeile. Diese lange Reihe von Buchstaben und Zahlen ist Ihr anfänglicher Statuskontozugriffsschlüssel. Wenn Sie in Ihrem Webbrowser zu Ihrem anfänglichen Streaming-Konto gehen, oben rechts auf Ihren Benutzernamen klicken und dann zu „Meine Einstellungen“ gehen, finden Sie denselben Zugriffsschlüssel hier unter „Streaming-Zugriffsschlüssel“.
Jedes Mal, wenn Sie einen Datenstrom erstellen, leitet dieser Zugriffsschlüssel diesen Datenstrom an Ihr Konto weiter (geben Sie Ihren Schlüssel also nicht an Dritte weiter).
Führen Sie das Testskript aus, um sicherzustellen, dass wir einen Datenstrom zu Ihrem ursprünglichen Statuskonto erstellen können. Führen Sie Folgendes aus:
$ python is_example.py
Kehren Sie in Ihrem Webbrowser zu Ihrem ursprünglichen Statuskonto zurück. Ein neuer Daten-Bucket namens „Python Stream Example“ sollte links in Ihrem Protokollregal angezeigt werden (möglicherweise müssen Sie die Seite aktualisieren). Klicken Sie auf diesen Bucket und dann auf das Waves-Symbol, um die Testdaten anzuzeigen.
Wenn Sie Python 3 verwenden, können Sie das Streamer-Modul für den Anfangszustand installieren, das Sie mit dem folgenden Befehl installieren können:
pip3 install ISStreamer
Jetzt können wir den Temperatursensor mit dem Pi einrichten, um die Temperatur an ein Dashboard zu streamen.
DHT22-Lösung
Sie benötigen die folgenden Elemente, um diese Lösung zu erstellen: -Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22
Der DHT22 hat drei Pins – 5V, Gnd und data. Am DHT22 sollte ein Pin-Etikett für die Stromversorgung vorhanden sein (z. B. ‚+‘ oder ‚5V‘). Verbinden Sie dies mit Pin 2 (der obere rechte Pin, 5V) des Pi. Der Gnd-Pin wird mit ‚-‚ oder ‚Gnd‘ oder etwas Gleichwertigem beschriftet. Verbinden diese zu pin 6 Gnd (zwei pins unten die 5 V pin) auf die Pi. Der verbleibende Pin am DHT22 ist der Daten-Pin und wird mit ‚out‘ oder ’s‘ oder ‚data‘ beschriftet. Verbinden Sie dies mit einem der GPIO-Pins am Pi, z. B. GPIO4 (Pin 7). Sobald dies verdrahtet ist, schalten Sie Ihren Pi ein.
Für diese Lösung müssen wir Python 3 und die CircuitPython Bibliothek verwenden, da Adafruit die DHT Python Bibliothek veraltet hat.
Installieren Sie das CircuitPython-DHT Python-Modul an einer Eingabeaufforderung, um das Lesen von DHT22-Sensordaten zu vereinfachen:
Nachdem unser Betriebssystem zusammen mit unseren beiden Python-Modulen zum Lesen von Sensordaten und Senden von Daten in den Ausgangszustand installiert ist, können wir unser Python-Skript schreiben. Das folgende Skript erstellt / hängt einen Initial State Data Bucket an, liest die DHT22-Sensordaten und sendet diese Daten an ein Echtzeit-Dashboard. Alles, was Sie tun müssen, ist die Zeilen 6-11 zu ändern.