lämpötila ja kosteus ovat elintärkeitä datapisteitä nykypäivän teollisessa maailmassa. Palvelinhuoneiden, kaupallisten pakastimien ja tuotantolinjojen ympäristötietojen seuranta on välttämätöntä, jotta asiat sujuisivat kitkattomasti. On olemassa paljon ratkaisuja siellä vaihtelevat perus monimutkaisia ja se voi tuntua ylivoimainen, mitä yrityksesi tarvitsee ja mistä aloittaa.
käymme läpi, kuinka rakentaa ja käyttää Raspberry Pi-lämpötila-anturia, jossa on erilaisia lämpötila-antureita. Tämä on hyvä paikka aloittaa, koska nämä ratkaisut ovat edullisia, helppo tehdä, ja antaa sinulle pohjan rakentaa pois muun ympäristön seurannan.
Raspberry Pi on edullinen yhden kortin tietokone, jonka avulla voit muodostaa yhteyden lämpötila-anturiin ja suoratoistaa tiedot datan visualisointiohjelmistoon. Raspberry Pi aloitti oppimisen työkalu ja ovat kehittyneet teollisuuden työpaikalla työkalu. Helppokäyttöisyys ja kyky koodata Python, nopeimmin kasvava ohjelmointikieli, on tehnyt niistä mennä ratkaisu.
haluat Raspberry Piin, johon on sisäänrakennettu WiFi, jotka ovat mitä tahansa mallia 3, 4 ja nolla W/WH. Niiden välillä voit valita hinnoittelun ja ominaisuuksien perusteella. Nolla W / WH on halvin, mutta jos tarvitset enemmän toiminnallisuutta, voit valita 3: n ja 4: n välillä. Voit ostaa vain yhden nolla W/WH kerrallaan johtuen rajoituksia Raspberry Pi Foundation. Riippumatta Pi valitset, varmista ostaa Laturi, koska näin voit vallan Pi ja SD-kortti Raspbian tehdä asennuksen käyttöjärjestelmän mahdollisimman helppoa.
on muitakin yksittäisiä taulutietokoneita, jotka voivat toimia yhtä hyvin, mutta se on toista kertaa ja toinen artikkeli.
Anturit
on neljä anturia, joita suosittelemme käyttämään, koska ne ovat edullisia, helposti kytkettäviä ja antavat tarkat lukemat; DSB18B20, DHT22, BME280 ja Raspberry Pi Sense-hattu.
DHT22 – tämän lämpötila – ja kosteusanturin lämpötilatarkkuus on + / – 0,5 C ja kosteus 0-100 prosenttia. Se on helppo Lanka jopa Vadelma Pi ja ei vaadi vetää ylös vastukset.
DSB18B20-tämä lämpötila-anturi on digitaalinen ulostulo, joka toimii hyvin Vadelma Pi. Se on kolme johtoa ja vaatii leipälauta ja vastus yhteyden.
BME280-tämä anturi mittaa lämpötilaa, kosteutta ja ilmanpainetta. Sitä voidaan käyttää sekä SPI: ssä että I2C: ssä.
Sense HAT — tämä on Raspberry Pi: n lisäosa, jossa on LEDit, anturit ja pieni joystick. Se yhdistää suoraan GPIO Vadelma Pi mutta käyttämällä nauha kaapeli antaa sinulle tarkempia lämpötilalukemia.
Raspberry Pi Setup
jos tämä on ensimmäinen kerta, kun Raspbian-käyttöjärjestelmä asennetaan ja Pi liitetään WiFi-verkkoon. Tämä vaatii näytön ja näppäimistön yhteyden Pi. Kun se on toiminnassa ja kytketty WiFI, Pi on valmis menemään.
Initial State Account
you ’ ll need somewhere to send your data to keep a historical log and view the real-time data stream so we will use Initial State. Siirry kohtaan https://iot.app.initialstate.com ja luo uusi tili tai kirjaudu olemassaolevalle tilillesi.
seuraavaksi meidän on asennettava Alkuperäinen Python-moduuli Pi: n päälle. Komentorivi (älä unohda SSH osaksi Pi ensimmäinen), suorita seuraava komento:
$ cd /home/pi/
$ \curl -sSL https://get.initialstate.com/python -o - | sudo bash
kun olet syöttänyt curl-komennon komentokehotteeseen, näet näytölle jotain samantapaista kuin seuraavan tulosteen:
kun sinua pyydetään hakemaan automaattisesti esimerkkitiedosto, tyyppi y. tämä luo testiohjelman, jonka voimme suorittaa varmistaaksemme, että voimme suoratoistaa tiedot alkutilaan. Seuraava kehote kysyy, mihin haluat tallentaa esimerkkitiedoston. Voit joko kirjoittaa mukautetun paikallisen polun tai painaa enteriä hyväksyäksesi oletussijainnin. Lopuksi, sinulta kysytään, Mikä alkuperäinen tila sovellus käytät. Jos olet äskettäin luonut tilin, valitse vaihtoehto 2, Anna käyttäjätunnus ja salasana. Sen jälkeen asennus on valmis.
Katsotaanpa syntynyttä esimerkkikirjoitusta.
$ nano is_example.py
rivillä 15 näkyy rivi, joka alkaa numerolla streamer = Streamer(bucket_ .... Tämä lines luo uuden dataämpärin nimeltä ”Python Stream Example” ja liittyy tiliisi. Tämä assosiaatio tapahtuu, koska access_key="..." parametri on samalla suoralla. Tuo pitkä kirjainten ja numeroiden sarja on Tiliavaimesi. Jos siirryt alkuperäiseen tiliisi selaimessasi, klikkaa käyttäjätunnustasi oikeassa yläkulmassa ja siirry sitten kohtaan ”Omat asetukset”, löydät saman käyttöavaimen täältä kohdasta”Streaming Access Keys”.
joka kerta, kun luot datavirran, kyseinen avain ohjaa kyseisen datavirran tilillesi (joten älä jaa avaintasi kenellekään).
suorita testi skripti varmistaaksesi, että voimme luoda datavirran alkuperäiseen tiliisi. Aja seuraavat:
$ python is_example.py
palaa alkuperäiseen tiliisi selaimessasi. Uusi dataämpäri nimeltä ”Python Stream Example” olisi pitänyt näkyä vasemmalla lokihyllyssäsi (saatat joutua päivittämään sivua). Klikkaa tätä ämpäriä ja napsauta sitten Waves-kuvaketta nähdäksesi testitiedot.
jos käytät Python 3: A, voit asentaa alkuperäisen tilan Striimausmoduulin, jonka voit asentaa seuraavalla komennolla:
pip3 install ISStreamer
nyt olemme valmiita setup lämpötila-anturi pi stream lämpötila kojelautaan.
DHT22-liuos
tarvitset seuraavat välineet tämän liuoksen rakentamiseen:
– DHT22 lämpötila – ja kosteusanturi
DHT22 on kolme nastat-5V, Gnd, ja data. DHT22: ssa pitäisi olla pin-merkintä teholle (esim. ’ + ’ tai ’5V’). Liitä tämä pin 2 (oikeassa yläkulmassa pin, 5V) Pi. Gnd pin merkitään ” – ” tai ” Gnd ” tai jotain vastaavaa. Liitä tämä pin 6 Gnd (kaksi nastat alle 5V pin) pi. DHT22: n jäljellä oleva pin-koodi on datanappi ja se merkitään ” out ” tai ” S ” tai ”data”. Liitä tämä yhteen Pi: n GPIO-pinneistä, kuten GPIO4 (pin 7). Kun tämä on kytketty, Käynnistä yksityisetsivä.
tätä ratkaisua varten meidän on käytettävä Python 3: A ja CircuitPython-kirjastoa, koska Adafruit on vanhentanut DHT Python-kirjaston.
Asenna CircuitPython-DHT Python-moduuli komentokehotteeseen, jotta DHT22-anturitietojen lukeminen on erittäin helppoa:
$ pip3 install adafruit-circuitpython-dht
$ sudo apt-get install libgpiod2
kun käyttöjärjestelmämme on asennettu yhdessä kahden Python-moduulimme kanssa anturitietojen lukemiseen ja tietojen lähettämiseen alkutilaan, olemme valmiita kirjoittamaan Python-komentosarjamme. Seuraava skripti luo / liittää alkuperäiseen tilaan dataämpäriin, lukee DHT22-anturitiedot ja lähettää nämä tiedot reaaliaikaiseen kojelautaan. Sinun tarvitsee vain muokata rivejä 6-11.
- rivi 7 – tämän arvon on oltava yksilöllinen jokaiselle solmu – / lämpötila-anturille. Tämä voi olla sensorisolmun huoneen nimi, fyysinen sijainti, yksilöllinen tunniste tai mikä tahansa. Varmista vain, että se on ainutlaatuinen jokaiselle solmulle varmistaaksesi, että tämän solmun tiedot menevät omaan datavirtaansa kojelaudassa.
- linja 8 – Tämä on tietoämpärin nimi. Tätä voidaan muuttaa milloin tahansa alkuperäisessä käyttöliittymässä.
- rivi 9 – Tämä on ämpäriavaimesi. Sen on oltava sama ämpärinäppäin jokaiselle solmulle, jonka haluat näytettävän samassa kojelaudassa.
- rivi 10 – Tämä on alkuperäinen tilisi käyttöavain. Kopioi ja liitä tämä avain alkuperäisestä tilistäsi.
- rivi 11 – tämä on anturilukujen välinen aika. Muuta vastaavasti.
- linja 12 – voit määrittää metrisiä tai keisarillisia yksiköitä linjalla 11.
kun olet asettanut Python-komentosarjasi rivit 7-12 Pi: llesi, Tallenna ja poistu tekstieditorista. Suorita skripti seuraavalla komennolla:
$ python3 tempsensor.py
nyt sinulla on tietoja lähetettävänä alkuperäiseen tilaan kojelautaan. Mene viimeinen osa tämän artikkelin Lisätietoja siitä, miten muokata kojelautaan.
DSB18B20 ratkaisu
tämän ratkaisun rakentamiseen tarvitaan seuraavat välineet:
– DSB18B20 Lämpötila-anturi
– 10K vastus
– leipälauta
– 40-nastainen Murtolauta + nauhakaapeli
– johdot
nauhakaapeli kytkeytyy Pi: n GPIO-nastoihin. DS18B20: ssä on kolme johtoa. Punainen johto kytkeytyy 3,3 V. sininen / musta johto kytkeytyy maahan. Keltainen johto kytkeytyy vetovastukseen / pin 4: ään. Kun tämä on kytketty, Käynnistä yksityisetsivä.
raspbianin uusin versio (kernel 3.18) vaatii lisäyksen /boot/ – asetukseesi.txt tiedosto Pi kommunikoida DS18B20. Suorita seuraava muokkaamaan tätä tiedostoa:
$ sudo nano /boot/config.txt
jos seuraava rivi ei ole jo tässä tiedostossa (jos se on, se on todennäköisesti tiedoston alareunassa), lisää se ja tallenna tiedosto.
dtoverlay=w1-gpio,gpiopin=4
Käynnistä proteaasinestäjä uudelleen, jotta muutokset tulevat voimaan.
$ sudo reboot
lämpötila-anturin lukuliittymän käynnistämiseksi tarvitaan kaksi komentoa. Siirry komentorivi Pi tai SSH osaksi Pi. Kirjoita seuraavat komennot:
$ sudo modprobe w1-gpio$ sudo modprobe w1-therm
lämpötila-anturin ulostulo kirjoitetaan nyt pii-tiedostoon. Tiedoston löytämiseksi:
$ cd /sys/bus/w1/devices
tässä hakemistossa on alihakemisto, joka alkaa ”28-”. ”28 -” jälkeen tulee anturin Sarjanumero. cd tähän hakemistoon. Tämän hakemiston sisällä tiedosto nimeltä w1_slave sisältää anturin tulosteen. Käytä nano nähdäksesi tiedoston sisällön. Kun olet syöttänyt tiedoston, se näyttää tältä.:
a2 01 4b 46 7f ff 0e 10 d8 : crc=d8 YESa2 01 4b 46 7f ff 0e 10 d8 t=26125
luku ”t=”: n jälkeen on haluamamme luku. Tämä on lämpötila 1/1000 celsiusastetta (yllä olevassa esimerkissä lämpötila on 26.125 C). Tarvitsemme vain yksinkertaisen ohjelman, joka lukee tämän tiedoston ja jäsentää numeron. Palaamme siihen hetken kuluttua.
kaikki on nyt valmista, jotta voimme aloittaa datan suoratoiston. Avataksesi tekstieditorin kirjoita komentokehotteeseen seuraava:
$ nano temperature.py
kopioi ja liitä alla oleva koodi tekstieditoriin.
sinun täytyy laittaa Initial State access key rivillä 6 sijasta PUT_YOUR_ACCESS_KEY_HERE (kopioi streaming avain leikepöydälle ’My Account’ ja liitä se koodi nano terminaalissa).
rivi 6 Luo ”Temperature Stream” – nimisen ämpärin alkuperäiseen tiliisi (olettaen, että olet määrittänyt access_keysi oikein samalla rivillä). Rivit 8 kautta 30 tämän käsikirjoituksen yksinkertaisesti käyttöliittymä DS18B20 anturi lukea sen lämpötila w1_slave tiedosto keskustelimme aiemmin. Rivillä 15 oleva read_temp_raw () – funktio lukee raw w1_slave-tiedoston. Funktio read_temp () rivillä 21 jäsentää kyseisen tiedoston lämpötilan. Linja 34 kutsuu näitä toimintoja saadakseen nykyisen lämpötilan. Linja 35 muuttaa lämpötilan celsiusasteesta Fahrenheitiksi. Linjat 35 ja 36 lähettävät lämpötilan tilillesi. Rivi 37 keskeyttää komentosarjan 0,5 sekunniksi ja määrittää, kuinka usein lämpötila-anturi luetaan ja striimataan.
olemme valmiita striimaukseen. Suorita seuraava komento:
$ sudo python temperature.py
palaa alkuperäiseen tiliisi selaimessasi ja etsi Uusi Dataämpäri nimeltä Temperature Stream. Näkisitpä lämpötiladatan suorana lähetyksenä. Vaihtele anturin lämpötilaa pitämällä sitä kädessäsi tai laittamalla se jäälasiin.
nyt tiedot lähetetään alustavaan valtion kojelautaan. Mene viimeinen osa tämän artikkelin Lisätietoja siitä, miten muokata kojelautaan.
BME280-ratkaisu
tarvitset seuraavan ratkaisun:
– BME280 paine, lämpötila, & kosteusanturi
jos käytät BME280, joka ei ole peräisin Adafruit, asetukset ja koodi on erilainen. Löydät esimerkin bme280-anturin käytöstä tässä artikkelissa ryömintätilan kosteuden valvonnasta.
tämän anturin mukana tulee nastoja, joita tarvitset anturin juottamiseen. Suosittelen käyttää leipälauta nastat pitkä puoli alas leipälauta jotta juottaminen helpompaa. Kun olet tehnyt tämän, meidän on johdettava sensori Yksityisetsivälle.
liitä anturin VALMISTENAPPI pii: n 3,3 V: n pin 1: een. Liitä GND tappi anturin maahan pin 6 pi. Liitä anturin SCK-tappi Pi: n SCL-tappiin 5. Liitä anturin SDI-tappi Pi: n SDA-tappiin 3.
sinun on käytettävä Python 3-ratkaisua ja asennettava Alkuperäinen Striimausmoduuli pip3-asennusmenetelmällä. Sinun on myös asennettava muutama Adafruit Python-kirjasto.
pip3 install adafruit-blinka
pip3 install pureio
pip3 install spidev
pip3 install adafruit-GPIO
pip3 install adafruit-circuitpython-bme280
anturin käyttöön tarvitaan I2C piillä.
sudo raspi-config
tämä avaa Raspberry Pi – ohjelmiston konfigurointityökalun. Siirry vaihtoehto 5 rajapinnat vaihtoehtoja. Tästä siirry I2C. se kysyy, haluatko ottaa I2C: n käyttöön, valitse Kyllä ja lopeta. Nyt I2C on käytössä kommunikoimaan anturin kanssa.
tätä voi testata ajamalla seuraavat:
sudo i2cdetect -y 1
tämä varmistaa, että pii näkee anturin. Sillä tavalla, että se on yhteydessä, sen pitäisi näyttää anturi osoitteessa 77. Jos et havaitse anturia, Käynnistä Pi uudelleen, palauta Pi: n I2C-liitäntävaihtoehto ja yritä uudelleen.
kun sensorisi on havaittu, on aika suorittaa pääkoodimme, joka lähettää tiedot alkutilaan. Luotu tiedosto nimeltä bme280sensor.py nano-komennolla. Kopioi ja liitä koodi asiasisällöstä tekstieditoriin. Linjoille 12-19 pitää tehdä muutoksia.
- rivi 12-tämän arvon on oltava yksilöllinen jokaiselle solmu – /lämpötila-anturille. Tämä voi olla sensorisolmun huoneen nimi, fyysinen sijainti, yksilöllinen tunniste tai mikä tahansa. Varmista vain, että se on ainutlaatuinen jokaiselle solmulle varmistaaksesi, että tämän solmun tiedot menevät omaan datavirtaansa kojelaudassa.
- rivi 13 – Tämä on tietoämpärin nimi. Tätä voidaan muuttaa milloin tahansa alkuperäisessä käyttöliittymässä.
- rivi 14 – tämä on ämpäriavaimesi. Sen on oltava sama ämpärinäppäin jokaiselle solmulle, jonka haluat näytettävän samassa kojelaudassa.
- rivi 15-Tämä on alkuperäinen tilisi käyttöavain. Kopioi ja liitä tämä avain alkuperäisestä tilistäsi.
- linja 17 – Tämä on sijaintisi paine (hPa) merenpinnan tasolla. Nämä tiedot löytyvät useimmilta sääsivustoilta.
- rivi 18 – Tämä on anturilukujen välinen aika. Muuta vastaavasti.
- linja 19-Tässä voit määritellä metriset tai keisarilliset yksiköt.
kun olet asettanut Python-skriptisi rivit 12-19 Pi-ohjelmassasi, Tallenna ja poistu tekstieditorista. Suorita skripti seuraavalla komennolla:
$ python3 bme280sensor.py
nyt sinulla on tietojen lähettäminen alkuperäiseen tilaan kojelautaan. Mene viimeinen osa tämän artikkelin Lisätietoja siitä, miten muokata kojelautaan.
Sense HAT Solution
tarvitset seuraavat tuotteet tämän ratkaisun rakentamiseen:
-Raspberry Pi Sense HAT
-6″ 40-nastainen IDE uros-naaras jatkojohto (valinnainen lämpötilan tarkkuudelle)
ensimmäinen askel Sense-hatun käytössä on asentaa se fyysisesti pii-hattuun. Kanssa Pi virta pois, kiinnitetty hattu alla esitetyllä tavalla.
jos päätät käyttää liuosta yllä esitetyllä tavalla, saatat huomata, että Sense — hatun lämpötilalukemat ovat hieman korkeat-koska ne ovat. Syyllinen on PI: n suorittimen tuottama lämpö, joka kuumentaa ilman Sense-hatun ympärillä, kun se istuu Pi: n päällä. Jotta lämpötila-anturi olisi hyödyllinen, meidän täytyy joko saada hattu pois piistä tai yrittää kalibroida lämpötila-anturin lukema. Hyvä ratkaisu anturin saamiseksi pois Pi: stä on kaapeli, jonka avulla Sense-hattu roikkuu pois Pi: stä. 6″, 40-nastainen IDE uros-naaras jatkojohto kaapeli tekee temppu.
kun kaksi vaihtoehtoa on päätetty, Käynnistä pii. Meidän on asennettava Python-kirjasto, jotta Sense-hatusta on helppo lukea sensoriarvot. Ensimmäinen, sinun täytyy varmistaa, että kaikki on ajan tasalla versio Raspbian:
$ sudo apt-get update
asenna seuraavaksi Sense HAT Python-kirjasto:
$ sudo apt-get install sense-hat
Käynnistä yksityisetsivä. Olemme valmiita testaamaan Sense-hattua lukemalla siitä sensoridataa ja lähettämällä sen lähtötilaan.
Luo tiedosto nimeltä sensehat ja avaa se tekstieditorissa kirjoittamalla komentokehotteeseen follwoing:
$ nano sensehat.py
kopioi ja liitä alla oleva koodi tekstieditorissa.
huomaa ensimmäisellä rivillä, että tuomme SenseHat-kirjaston skriptiin. Ennen kuin suoritat tämän komentosarjan, meidän täytyy määrittää käyttäjän parametrit.
erityisesti sinun on asetettava ACCESS_KEY alkuperäiseen Tiliavaimeen. Voit vaihtaa bucket_name-ja SENSOR_LOCATION_NAME-nimet todelliseen sensorin sijaintiin. Tallenna ja poistu tekstieditorista.
suorita komentokehote Pi: ssä:
$ sudo python sensehat.py
nyt sinulla on tietojen lähettäminen alkuperäiseen tilaan kojelautaan. Mene viimeinen osa tämän artikkelin Lisätietoja siitä, miten muokata kojelautaan.
muokkaa alkuperäisen tilan Kojelautaa
Raspberry Pi-lämpötila-anturilla voit nyt mennä alkuperäisen tilan tilillesi ja katsoa tietojasi. Voit hiiren kakkospainikkeella laatta muuttaa kaavion tyyppi ja valitse Muokkaa laatat muuttaa kokoa ja siirtää laatat ympäri. Suosittelen lämpötilan mittaustermostaattia ja kosteuden nestetasoa. Voit luoda kaavioita sekä lämpötilalle että kosteudelle, jotta näet muutokset ajan myötä. Voit myös lisätä taustakuvan kojelautaan.
voit asettaa Laukaisuhälytyksiä, jotta saat tekstiviestin tai sähköpostin, jos lämpötila laskee alle tai ylittää tietyn rajan. Siirry data ämpäri ja klikkaa Asetukset. Sieltä siirry käynnistimet välilehti. Anna stream-avain, jota haluat seurata, operaattori, jota haluat käyttää, ja kynnysarvo. Napsauta plus-merkkiä lisätäksesi käynnistimen. Sitten syötät sähköpostiosoitteesi tai puhelinnumerosi saadaksesi hälytyksen ja klikkaa plus-merkkiä. Kun olet asettanut kaikki käynnistimet klikkaa Valmis-painiketta alareunassa.
nyt kun olet luonut Raspberry Pi lämpötila-anturin anturin ja Raspberry Pi: n avulla, voit alkaa miettiä, mitä muita ympäristötietoja voit seurata seuraavaksi.