Bygg en hygrometer hemma med Raspberry Pi och SI7021: 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Är det fuktigt idag? Det känns lite fuktigt för mig

Ibland för oss visar sig hög luftfuktighet vara så obehagligt som ohälsosamt. För hushåll kan det också orsaka skador. För ett hem förstör hög luftfuktighet trägolv och möbler med uppmuntrande smaklöshet runt omkring oss. Med tur är det metoder som gör att du kan övervaka och kontrollera luftfuktigheten i hemmet.

I detta korståg kommer vi att göra en Hygrometer, ett system som används för att mäta fukthalten i atmosfären, med en Raspberry Pi och SI7021, fukt- och temperatursensor. Vårt mål var att kontrollera den relativa luftfuktigheten och temperaturen i lägenheten (ideal relativ luftfuktighet är cirka 40-50%, ideal rumstemperatur är ungefär mellan 15 ° C (59 ° F) och 30 ° C (86 ° F)) och en sättet är att använda en hygrometer. Vi kunde naturligtvis ha köpt en, men med en Raspberry Pi och fuktighets- och temperatursensor i handen trodde vi att vi skulle göra en (varför inte!).

Steg 1: Behöver imperativ utrustning

Utan att veta de exakta delarna, deras värde och var på jorden man ska få dem, är det riktigt irriterande. Oroa dig inte. Vi har ordnat det åt dig. När du har fått alla delar i kvadrat, borde det vara en snap att göra detta projekt.

1. Hallon Pi

Det första steget var att skaffa ett Raspberry Pi -kort. Raspberry Pi är en Linux-baserad dator med ett kort. Den här lilla datorn ger kraft i datorkraft, som används i elektronikprojekt och enkla operationer som kalkylblad, ordbehandling, webbsökning och e-post och spel.

2. I²C Shield för Raspberry Pi

Enligt vår uppfattning är det enda Raspberry Pi 2 och Pi 3 verkligen saknar en I²C -port. INPI2 (I2C -adaptern) tillhandahåller Raspberry Pi 2/3 en I²C -port för användning med flera I²C -enheter. Den är tillgänglig på Dcube Store.

3. SI7021 Luftfuktighets- och temperatursensor

SI7021 I²C fuktighet och 2-zons temperatursensor är en monolitisk CMOS IC som integrerar fukt- och temperatursensorelement, en analog-till-digital-omvandlare, signalbehandling, kalibreringsdata och ett I²C-gränssnitt. Vi köpte den här sensorn från Dcube Store.

4. I²C -anslutningskabel

Vi hade I²C -anslutningskabeln tillgänglig påDcubeStore.

5. Micro USB -kabel

Den minst komplicerade men strängaste när det gäller strömkrav är Raspberry Pi! Det enklaste sättet att driva Raspberry Pi är via mikro -USB -kabeln.

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

Tittar du någonsin på ditt liv och tänker: Vad har internet gjort mot mig?

Det klassiska sättet att ansluta din Raspberry Pi är att använda en Ethernet -kabel och ansluta den till din nätverksrouter. Alternativt kan WiFi-anslutning göras genom att ansluta en WiFi-dongel och vänsterklicka på nätverksikonen för att visa en lista över tillgängliga WiFi-nätverk.

7. HDMI -kabel/ fjärråtkomst

Med HDMI -kabel ombord kan du ansluta den till en digital -TV eller till en bildskärm. Vill du ha ett sparsamt sätt! Raspberry Pi kan fjärråtkomst med olika metoder som-SSH och Access via Internet. Du kan använda PuTTY-programvaran med öppen källkod.

Jag hatar matte, men jag älskar att räkna pengar

Steg 2: Göra maskinvaruanslutningar

I allmänhet är kretsen ganska rak framåt. Gör kretsen enligt schemat som visas. Layouten är relativt enkel, och du bör inte ha några problem.

I vårt fall reviderade vi några grunderna för elektronik bara för att renovera minnet för hårdvara och programvara. Vi ville ta fram en enkel elektronikschema för detta projekt. Elektroniska scheman är som en plan för elektronik. Rita upp en ritning och följ designen noggrant.

Raspberry Pi och I²C Shield Connection

Ta först Raspberry Pi och placera I²C Shield på den. Tryck försiktigt på skärmen på GPIO -stiften. Gör det som är rätt, inte det som är lätt (se bilden ovan).

Sensor och Raspberry Pi -anslutning

Ta sensorn och anslut I²C -kabeln med den. För korrekt användning av denna kabel, kom ihåg att I²C -utgången ALLTID är ansluten till I²C -ingången. Samma sak måste följas för Raspberry Pi med I²C -skölden monterad över den.

Den stora fördelen med att använda I²C-skärmen/adaptern och anslutningskablarna är att vi inte har några problem med kabelfixning som kan orsaka frustration och tidskonsumtion att åtgärda, särskilt när du inte är säker på var du ska börja felsöka. Bara den enkla processen som vi har nämnt. Det är plug and play -alternativ.

Obs: Den bruna tråden bör alltid följa jordanslutningen (GND) mellan utgången på en enhet och ingången till en annan enhet

Internetanslutning är viktigt

För att göra vårt projekt framgångsrikt behöver vi en internetåtkomst för vår Raspberry Pi. Du har två val här. Antingen kan du ansluta Raspberry Pi till nätverket med en Ethernet -kabel eller använda en USB till WiFi -adapter för WIFI -anslutning. Hur som helst, så länge den är ansluten till internet du är täckt.

Drivning av kretsen

Anslut Micro USB -kabeln till strömuttaget på Raspberry Pi. Slå på den och vi kör iväg.

Vår generation är bättre förberedd för en Zombie -apokalyps än en timme utan elektricitet

Anslutning till bildskärm

Vi kan antingen ha HDMI-kabeln ansluten till en ny bildskärm/TV eller så kan vi fjärransluta Raspberry Pi med hjälp av fjärråtkomstverktyg som SSH/PuTTY vilket är kostnadseffektivt. Det är lite kreativt tillvägagångssätt om du hittar användningen av de omgivande resurserna.

Steg 3: Programmering av Raspberry Pi i Python

Du kan se Python -koden för Raspberry Pi och SI7021 i vårt Githubrepository.

Innan du går vidare till programmet, se till att du har letat efter instruktionerna i Readme -filen och konfigurerat din Raspberry Pi enligt den.

Fukt avser närvaron av en vätska, särskilt vatten, ofta i spårmängder. Små mängder vatten kan hittas, till exempel i luften (fukt), i livsmedel och i olika kommersiella produkter. Fukt hänvisar också till mängden vattenånga som finns i luften.

Nedan finns pythonkoden och du kan klona den och improvisera om det behövs.

# Distribueras med en fri viljelicens.# Använd den hur du vill, vinst eller gratis, förutsatt att den passar in i licenserna för dess associerade verk. # SI7021 # Denna kod är utformad för att fungera med SI7021_I2CS I2C Mini -modulen som är tillgänglig från ControlEverything.com. #

importera smbus

importtid

# Skaffa I2C -buss

buss = smbus. SMBus (1)

# SI7021 -adress, 0x40 (64)

# 0xF5 (245) Välj relativ luftfuktighet INGEN HÅLL huvudläge buss.write_byte (0x40, 0xF5)

time.sleep (0,3)

# SI7021 -adress, 0x40 (64)

# Läs tillbaka data, 2 byte, Luftfuktighet MSB första data0 = buss.läs_byte (0x40) data1 = buss.läs_byte (0x40)

# Konvertera data

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

time.sleep (0,3)

# SI7021 -adress, 0x40 (64)

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

time.sleep (0,3)

# SI7021 -adress, 0x40 (64)

# Läs tillbaka data, 2 byte, Temperatur MSB första data0 = buss.läs_byte (0x40) data1 = buss.läs_byte (0x40)

# Konvertera data

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

# Mata ut data till skärmen

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

Steg 4: Arbetsläge

Ladda ner (eller git pull) koden och öppna den i Raspberry Pi.

Kör kommandona för att kompilera och ladda upp koden på terminalen och se utdata på Monitor. Efter några ögonblick kommer alla variabler att visas. Börja med några tankar eller teman och se vad du kan hitta på.

Steg 5: Applikationer och funktioner

SI7021 erbjuder en exakt, lågeffekts, fabrikskalibrerad digital lösning som är idealisk för mätning av luftfuktighet, daggpunkt och temperatur, i applikationer som HVAC/R, termostater/luftfuktare, andningsterapi, vitvaror, väderstationer inomhus, mikromiljöer /Datacenter, Automotive Climate Control and Defogging, Asset and Good Tracing och mobiltelefon och surfplattor.

För t.ex. Du kan förbättra detta projekt till en HVAC -indikator för inomhus- och fordonskomfort. Det upprätthåller den termiska miljön som bestämmer temperaturkontroll, syrepåfyllning och avlägsnande av fukt, lukt, rök, värme, damm, luftburna bakterier, koldioxid och andra gaser. Förutom fukt- och temperatursensorer kan du hjälpa detta projekt med sensorer som sträcker sig från tryck, luftkvalitet, rökdetektor till ljus- och närhetssensorer. Du kan göra förbättringar i koden enligt den önskade hårdvaran som tillämpas och sedan kan du ha din egen installation för att göra dig själv termiskt bekväm. Detta projekt är bra för barn, och du vill visa dem några fantastiska saker, du vet att lära sig medan du spelar. Ett litet projekt som det här kan vara mer fantastiskt för barn.

Steg 6: Slutsats

Om du har undrat över att titta in i Raspberry Pi -världen, kan du förvåna dig själv genom att använda elektronikens grunder, kodning, design, lödning och vad inte. I denna process kan det finnas några projekt som kan vara enkla, medan vissa kan testa dig, utmana dig. Men du kan göra ett sätt och perfekta det genom att modifiera och skapa en skapelse av din. För din hjälp har vi en fantastisk videohandledning på YouTube som kan hjälpa dig att utforska och för ytterligare förklaring av varje aspekt av projektet. Vi hoppas att du tycker att detta är fantastiskt och hjälpsamt. Svara oss för eventuella ändringar.