Monitorování teploty a vlhkosti pomocí SHT25 a Raspberry Pi: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Nedávno jsme pracovali na různých projektech, které vyžadovaly monitorování teploty a vlhkosti, a poté jsme si uvědomili, že tyto dva parametry skutečně hrají klíčovou roli při odhadu pracovní účinnosti systému. Jak na průmyslové úrovni, tak na osobních systémech je optimální úroveň teploty nezbytná pro adekvátní výkon systému.

To je důvod, v tomto tutoriálu vysvětlíme fungování snímače vlhkosti a teploty SHT25 pomocí maliny pi. V tomto konkrétním kurzu je jeho práce demonstrována pomocí kódu Java.

Hardware, který budete pro tento účel potřebovat, jsou:

1. SHT25

2. Raspberry Pi

3. Kabel I2C

4. I2C štít pro malinový pi

Krok 1: Přehled SHT25:

Nejprve začněme se základním porozuměním senzoru a protokolu, na kterém funguje.

Senzor vlhkosti a teploty SHT25 I2C Mini modul ± 1,8%RH ± 0,2 ° C I2C. Je to vysoce přesné čidlo vlhkosti a teploty, které se stalo průmyslovým standardem, pokud jde o tvarový faktor a inteligenci, a poskytuje kalibrované, linearizované signály ze snímačů v digitálním formátu I2C. Tento senzor, integrovaný se specializovaným analogovým a digitálním obvodem, je jedním z nejefektivnějších zařízení pro měření teploty a vlhkosti.

Komunikační protokol, na kterém senzor funguje, je I2C. I2C je zkratka pro interintegrovaný obvod. Jedná se o komunikační protokol, ve kterém probíhá komunikace prostřednictvím linek SDA (sériová data) a SCL (sériové hodiny). Umožňuje připojení více zařízení současně. Je to jeden z nejjednodušších a nejefektivnějších komunikačních protokolů.

Krok 2: Co potřebujete …

Materiály, které potřebujeme k dosažení našeho cíle, zahrnují následující hardwarové komponenty:

1. Snímač vlhkosti a teploty SHT25

2. Malinová pí

3. Kabel I2C

4. I2C štít pro Raspberry Pi

5. Ethernetový kabel

Krok 3: Připojení hardwaru:

Sekce zapojení hardwaru v zásadě vysvětluje zapojení kabelů požadovaná mezi snímačem a malinovým pi. Zajištění správného připojení je základní nutností při práci na jakémkoli systému pro požadovaný výstup. Požadovaná připojení jsou tedy následující:

• SHT25 bude fungovat přes I2C. Zde je příklad schématu zapojení, které ukazuje, jak zapojit jednotlivá rozhraní senzoru.
• Po vybalení je deska nakonfigurována pro rozhraní I2C, proto doporučujeme tuto přípojku použít, pokud jste jinak agnostik. Vše, co potřebujete, jsou čtyři dráty!
• Jsou vyžadována pouze čtyři připojení Vcc, Gnd, SCL a SDA piny a ty jsou spojeny pomocí kabelu I2C.

Tato spojení jsou ukázána na obrázcích výše.

Krok 4: Monitorování teploty a vlhkosti Java kód:

Výhodou použití raspberry pi je, že vám poskytuje flexibilitu programovacího jazyka, ve kterém chcete desku programovat, abyste s ní mohli propojit senzor. S využitím této výhody této desky zde předvádíme její programování v Javě. Kód Java pro SHT25 lze stáhnout z naší komunity github, kterou je Dcube Store.

Stejně jako pro snadnost uživatelů vysvětlujeme kód také zde:

Jako první krok kódování si musíte stáhnout knihovnu pi4j v případě Java, protože tato knihovna podporuje funkce použité v kódu. Chcete -li si stáhnout knihovnu, můžete navštívit následující odkaz:

pi4j.com/install.html

Pracovní java kód pro tento senzor můžete zkopírovat také zde:

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; importovat com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException; public class SHT25 {public static void main (String args ) throws Exception {// Create I2C bus I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // Získejte zařízení I2C, adresa SHT25 I2C je 0x40 (64) zařízení I2CDevice = Bus.getDevice (0x40); // Odeslání příkazu měření teploty, ŽÁDNÝ HOLD hlavní zařízení.write ((byte) 0xF3); Thread.sleep (500); // Přečíst 2 bajty dat // temp msb, temp lsb byte data = nový byte [2]; device.read (data, 0, 2); // Převeďte datový double cTemp = (((((((data [0] & 0xFF) * 256) + (data [1] & 0xFF)) * 175,72) / 65536,0) - 46,85; dvojnásobek fTemp = (cTemp * 1,8) + 32; // Odeslání příkazu měření vlhkosti, ŽÁDNÝ HOLD hlavní zařízení.write ((byte) 0xF5); Thread.sleep (500); // Přečíst 2 bajty dat // vlhkost msb, vlhkost lsb zařízení.read (data, 0, 2); // Převeďte data dvojnásobná vlhkost = (((((((data [0] & 0xFF) * 256) + (data [1] & 0xFF)) * 125,0) / 65536,0) - 6; // Výstup dat na obrazovku System.out.printf ("Relativní vlhkost: %.2f %% RH %n", vlhkost); System.out.printf ("Teplota ve stupních Celsia: %.2f C %n", cTemp); System.out.printf ("Teplota ve Farhenheitu: %.2f F %n", fTemp); }}

Výstup kódu je také zobrazen na obrázku výše.

Knihovna, která usnadňuje i2c komunikaci mezi senzorem a deskou, je pi4j, její různé balíčky I2CBus, I2CDevice a I2CFactory pomáhají navázat spojení.

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CBus;

importovat com.pi4j.io.i2c. I2CDevice; importovat com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

Tato část kódu umožňuje senzoru pracovat pro měření teploty a měření vlhkosti psaním příslušných příkazů pomocí funkce write () a poté se data čtou pomocí funkce read ().

device.write ((byte) 0xF3);

Thread.sleep (500);

// Přečíst 2 bajty dat

// temp msb, temp lsb

byte data = nový byte [2];

device.read (data, 0, 2);

// Odeslání příkazu k měření vlhkosti, master NO HOLD

device.write ((byte) 0xF5);

Thread.sleep (500);

// Přečíst 2 bajty dat

// vlhkost msb, vlhkost lsb

device.read (data, 0, 2);

Krok 5: Aplikace:

Snímač teploty a relativní vlhkosti SHT25 má různé průmyslové aplikace, jako je monitorování teploty, periferní tepelná ochrana počítače. Tento senzor jsme také použili v aplikacích meteorologických stanic a v systému monitorování skleníků.