Costruisci un igrometro a casa usando Raspberry Pi e SI7021: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

È umido oggi? Mi sembra un po' umido

A volte per noi l'umidità elevata si rivela davvero scomoda oltre che malsana. Per i capifamiglia, può causare anche potenziali danni. Per una casa, l'umidità elevata rovina i pavimenti e i mobili in legno con un'incoraggiante crescita di muffa intorno a noi. Per fortuna esistono metodi che consentono di monitorare e controllare l'umidità domestica.

In questa crociata realizzeremo un igrometro, un sistema utilizzato per misurare il contenuto di umidità nell'atmosfera, utilizzando un Raspberry Pi e SI7021, sensore di umidità e temperatura. Il nostro obiettivo era controllare l'umidità relativa e la temperatura nell'appartamento (l'umidità relativa ideale è di circa il 40-50%, la temperatura della stanza ideale è approssimativamente tra 15 °C (59 °F) e 30 °C (86 °F)) e uno il modo è usare un igrometro. Avremmo potuto, ovviamente, acquistarne uno, ma avendo in mano un Raspberry Pi e un sensore di umidità e temperatura, abbiamo pensato di realizzarne uno (perché no!).

Passaggio 1: equipaggiamento imperativo bisognoso

Senza conoscere le parti esatte, il loro valore e dove diavolo trovarli, è davvero fastidioso. Non preoccuparti. L'abbiamo risolto per te. Una volta che hai sistemato tutte le parti, dovrebbe essere un gioco da ragazzi realizzare questo progetto.

1. Lampone Pi

Il primo passo è stato ottenere una scheda Raspberry Pi. Il Raspberry Pi è un computer basato su Linux a scheda singola. Questo piccolo PC offre una potenza di calcolo eccezionale, utilizzata in progetti di elettronica e operazioni semplici come fogli di calcolo, elaborazione testi, navigazione web, posta elettronica e giochi.

2. Scudo I²C per Raspberry Pi

A nostro avviso, l'unica cosa che manca davvero al Raspberry Pi 2 e al Pi 3 è una porta I²C. L'INPI2 (adattatore I2C) fornisce al Raspberry Pi 2/3 una porta I²C da utilizzare con più dispositivi I²C. È disponibile su Dcube Store.

3. Sensore di umidità e temperatura SI7021

Il sensore di umidità e temperatura a 2 zone SI7021 I²C è un CI CMOS monolitico che integra elementi del sensore di umidità e temperatura, un convertitore analogico-digitale, elaborazione del segnale, dati di calibrazione e un'interfaccia I²C. Abbiamo acquistato questo sensore da Dcube Store.

4. Cavo di collegamento I²C

Avevamo il cavo di collegamento I²C disponibile presso DcubeStore.

5. Cavo micro USB

Il meno complicato, ma il più rigoroso in termini di requisiti di alimentazione è il Raspberry Pi! Il modo più semplice per alimentare il Raspberry Pi è tramite il cavo Micro USB.

6. Cavo Ethernet (LAN)/Adattatore WiFi USB

Guardi mai la tua vita e pensi: cosa mi ha fatto Internet?

Il modo classico per connettere il tuo Raspberry Pi è utilizzare un cavo Ethernet e collegarlo al router di rete. In alternativa, la connessione Wi-Fi può essere effettuata collegando un dongle Wi-Fi e facendo clic con il pulsante sinistro del mouse sull'icona della rete per visualizzare un elenco di reti Wi-Fi disponibili.

7. Cavo HDMI/Accesso remoto

Con il cavo HDMI a bordo, puoi collegarlo a una TV digitale o a un monitor. Vuoi un modo frugale! È possibile accedere a Raspberry Pi in remoto utilizzando diversi metodi come SSH e Access su Internet. Puoi utilizzare il software open source PuTTY.

Odio la matematica, ma amo contare i soldi

Passaggio 2: creazione di connessioni hardware

In generale, il circuito è piuttosto semplice. Realizzare il circuito secondo lo schema mostrato. Il layout è relativamente semplice e non dovresti avere problemi.

Nel nostro caso, abbiamo rivisto alcune basi dell'elettronica solo per rinnovare la memoria per hardware e software. Volevamo redigere un semplice schema elettronico per questo progetto. Gli schemi elettronici sono come un progetto per l'elettronica. Disegna un progetto e segui attentamente il progetto.

Connessione Raspberry Pi e I²C Shield

Prima di tutto prendi il Raspberry Pi e posizionaci sopra l'I²C Shield. Premi delicatamente lo Shield sui pin GPIO. Fai ciò che è giusto, non ciò che è facile (vedi la foto sopra).

Connessione sensore e Raspberry Pi

Prendi il sensore e collega il cavo I²C con esso. Per il corretto funzionamento di questo cavo, ricordare che l'uscita I²C si collega SEMPRE all'ingresso I²C. Lo stesso doveva essere seguito per il Raspberry Pi con lo shield I²C montato su di esso.

Il grande vantaggio dell'utilizzo della schermatura/adattatore I²C e dei cavi di collegamento è che non abbiamo più problemi di cablaggio che possono causare frustrazione e dispendio di tempo per la risoluzione, soprattutto quando non si è sicuri da dove iniziare la risoluzione dei problemi. Solo il semplice processo che abbiamo menzionato. È un'opzione plug and play.

Nota: il filo marrone dovrebbe sempre seguire la connessione di terra (GND) tra l'uscita di un dispositivo e l'ingresso di un altro dispositivo

La connessione a Internet è importante

Per rendere il nostro progetto un successo, abbiamo bisogno di un accesso a Internet per il nostro Raspberry Pi. Hai due scelte qui. Puoi collegare il Raspberry Pi alla rete utilizzando un cavo Ethernet o utilizzare un adattatore da USB a WiFi per la connettività WIFI. Ad ogni modo, fintanto che è connesso a Internet sei coperto.

Alimentazione del circuito

Collega il cavo Micro USB alla presa di alimentazione di Raspberry Pi. Accendilo e partiamo per la strada.

La nostra generazione è meglio preparata per un'apocalisse Zombie che un'ora senza elettricità

Connessione al monitor

Possiamo collegare il cavo HDMI a un nuovo monitor/TV o collegare in remoto Raspberry Pi utilizzando strumenti di accesso remoto come SSH/PuTTY, che è conveniente. È un approccio un po' creativo se trovi l'uso delle risorse circostanti.

Passaggio 3: programmare Raspberry Pi in Python

Puoi visualizzare il codice Python per Raspberry Pi e SI7021 nel nostro repository Github.

Prima di passare al programma, assicurati di aver dato un'occhiata alle istruzioni fornite nel file Leggimi e imposta il tuo Raspberry Pi in base ad esso.

L'umidità si riferisce alla presenza di un liquido, soprattutto acqua, spesso in tracce. Piccole quantità di acqua si possono trovare, ad esempio, nell'aria (umidità), negli alimenti e in vari prodotti commerciali. L'umidità si riferisce anche alla quantità di vapore acqueo presente nell'aria.

Di seguito è riportato il codice Python e puoi clonarlo e puoi fare improvvisazioni se necessario.

# Distribuito con una licenza di libero arbitrio.# Usalo come preferisci, a scopo di lucro o gratuito, a condizione che si adatti alle licenze delle opere associate. # SI7021 # Questo codice è progettato per funzionare con il Mini Modulo SI7021_I2CS I2C disponibile da ControlEverything.com. #

import smbus

tempo di importazione

# Ottieni l'autobus I2C

bus = smbus. SMBus(1)

# Indirizzo SI7021, 0x40(64)

# 0xF5(245) Seleziona umidità relativa NO HOLD modalità master bus.write_byte(0x40, 0xF5)

tempo.sonno(0.3)

# Indirizzo SI7021, 0x40(64)

# Rilettura dati, 2 byte, prima Umidità MSB data0 = bus.read_byte(0x40) data1 = bus.read_byte(0x40)

# Converti i dati

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

tempo.sonno(0.3)

# Indirizzo SI7021, 0x40(64)

# 0xF3(243) Seleziona temperatura NO HOLD modalità master bus.write_byte(0x40, 0xF3)

tempo.sonno(0.3)

# Indirizzo SI7021, 0x40(64)

# Rilettura dati, 2 byte, prima temperatura MSB data0 = bus.read_byte(0x40) data1 = bus.read_byte(0x40)

# Converti i dati

cTemp = ((data0 * 256 + data1) * 175,72 / 65536.0) - 46,85 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Invia i dati allo schermo

print "L'umidità relativa è: %.2f %%" %humidity print "La temperatura in gradi Celsius è: %.2f C" %cTemp print "La temperatura in gradi Fahrenheit è: %.2f F" %fTemp

Passaggio 4: modalità di lavoro

Ora scarica (o git pull) il codice e aprilo nel Raspberry Pi.

Esegui i comandi per compilare e caricare il codice sul terminale e vedere l'output su Monitor. Dopo pochi istanti, visualizzerà tutte le variabili. Inizia con alcuni pensieri o temi e vedi cosa riesci a trovare.

Passaggio 5: applicazioni e funzionalità

L'SI7021 offre una soluzione digitale accurata, a bassa potenza, calibrata in fabbrica, ideale per misurare l'umidità, il punto di rugiada e la temperatura, in applicazioni come HVAC/R, termostati/umidistati, terapia respiratoria, elettrodomestici, stazioni meteorologiche interne, microambienti /Centri dati, Climatizzazione e disappannamento per autoveicoli, Tracciabilità di beni e beni e Telefoni cellulari e tablet.

Per es. Puoi migliorare questo progetto in un indicatore HVAC per il comfort ambientale interno e veicolare. Mantiene l'ambiente termico determinando il controllo della temperatura, il rifornimento di ossigeno e la rimozione di umidità, odori, fumo, calore, polvere, batteri presenti nell'aria, anidride carbonica e altri gas. Oltre ai sensori di umidità e temperatura, puoi assistere questo progetto con sensori che vanno dalla pressione, qualità dell'aria, rilevatore di fumo ai sensori di luce e prossimità. Puoi apportare miglioramenti al codice in base all'hardware desiderato applicato e quindi puoi avere la tua configurazione per renderti termicamente confortevole. Questo progetto è fantastico per i bambini e vuoi mostrare loro alcune cose fantastiche, sai imparare giocando. Un piccolo progetto come questo può essere più fantastico per i bambini.

Passaggio 6: conclusione

Se ti stai chiedendo di esaminare il mondo del Raspberry Pi, allora puoi stupirti facendo uso delle basi dell'elettronica, della codifica, della progettazione, della saldatura e quant'altro. In questo processo, potrebbero esserci alcuni progetti che potrebbero essere facili, mentre alcuni potrebbero metterti alla prova, sfidarti. Ma puoi creare un modo e perfezionarlo modificando e facendo una tua creazione. Per la tua assistenza, abbiamo un fantastico video tutorial su YouTube che potrebbe aiutarti nella tua esplorazione e per ulteriori spiegazioni su ogni aspetto del progetto. Ci auguriamo che lo trovi fantastico e utile. Si prega di rispondere a noi per eventuali modifiche.