باستخدام Raspberry Pi ، قم بتقييم الرطوبة ودرجة الحرارة باستخدام SI7006: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

نظرًا لكوننا متحمسًا لـ Raspberry Pi ، فقد فكرنا في بعض التجارب الأكثر إثارة معه.

في هذه الحملة ، سنقوم بقياس درجة الحرارة والرطوبة التي يجب التحكم فيها باستخدام Raspberry Pi و SI7006 ، مستشعر الرطوبة ودرجة الحرارة. لذلك دعونا نلقي نظرة على هذه الرحلة لبناء نظام لقياس الرطوبة.

الخطوة 1: الجهاز الضروري الذي نحتاجه

بدون معرفة الأجزاء الدقيقة وقيمتها ومكان الحصول عليها على الأرض ، إنه أمر مزعج حقًا. لا تقلق. لقد قمنا بفرز ذلك لك. بمجرد أن تضع يديك على جميع الأجزاء ، سيكون المشروع سريعًا مثل بولت في سباق 100 متر.

1. Raspberry Pi

كانت الخطوة الأولى هي الحصول على لوحة Raspberry Pi. Raspberry Pi هو جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Linux أحادي اللوحة. هذا الكمبيوتر المصغر للأغراض العامة والذي يتميز بحجمه الصغير وقدراته وسعره المنخفض يجعله قابلاً للاستخدام في عمليات الكمبيوتر الأساسية والتطبيقات الحديثة مثل إنترنت الأشياء وأتمتة المنازل والمدن الذكية وغير ذلك الكثير.

2. I2C Shield لـ Raspberry Pi

في رأينا ، الشيء الوحيد الذي يفتقر إليه Raspberry Pi 2 و Pi 3 حقًا هو منفذ I²C. يوفر محول INPI2 (محول I2C) Raspberry Pi 2/3 منفذ I²C للاستخدام مع أجهزة I²C متعددة. إنه متاح في متجر DCUBE.

3. استشعار درجة الحرارة والرطوبة SI7006

حساس الرطوبة ودرجة الحرارة Si7006 I²C عبارة عن مستشعر CMOS IC متجانسة يدمج عنصر استشعار الرطوبة ودرجة الحرارة ، ومحول تناظري إلى رقمي ، ومعالجة الإشارات ، وبيانات المعايرة ، وواجهة I²C. اشترينا هذا المستشعر من متجر DCUBE.

4. كابل توصيل I2C

كان لدينا كابل توصيل I²C متوفر في متجر DCUBE.

5. كابل USB الصغير

الأقل تعقيدًا ، ولكنه الأكثر صرامة من حيث متطلبات الطاقة هو Raspberry Pi! أسهل طريقة لتشغيل Raspberry Pi هي عبر كابل Micro USB.

6. كابل إيثرنت (LAN) / USB WiFi Dongle

"كن قوياً" همست إلى إشارة wifi الخاصة بي. قم بتوصيل Raspberry Pi بكابل Ethernet (LAN) وقم بتوصيله بموجه الشبكة. بديل ، ابحث عن محول WiFi واستخدم أحد منافذ USB للوصول إلى الشبكة اللاسلكية. إنه اختيار ذكي وسهل وصغير ورخيص!

7. كابل HDMI / الوصول عن بعد

باستخدام كبل HDMI على اللوحة ، يمكنك توصيله بجهاز تلفزيون رقمي أو بشاشة. تريد توفير المال! يمكن الوصول إلى Raspberry Pi عن بعد باستخدام طرق مختلفة مثل SSH والوصول عبر الإنترنت. يمكنك استخدام برنامج PuTTY مفتوح المصدر.

النقود تكلف احيانا الكثير

الخطوة الثانية: عمل توصيلات الأجهزة

بشكل عام ، الدائرة جميلة للأمام. اجعل الدائرة حسب المخطط الموضح. التصميم بسيط نسبيًا ، ويجب ألا تواجه أي مشاكل. في حذرنا ، قمنا بمراجعة بعض أساسيات الإلكترونيات فقط لتجديد ذاكرتنا للأجهزة والبرامج. أردنا وضع مخطط إلكترونيات بسيط لهذا المشروع. الخطط الإلكترونية هي بمثابة مخطط للإلكترونيات. ارسم مخططًا واتبع التصميم بعناية. لمزيد من البحث في مجال الإلكترونيات ، قد يثير YouTube اهتمامك (هذا هو المفتاح!).

اتصال Raspberry Pi و I2C Shield

بادئ ذي بدء ، خذ Raspberry Pi وضع I²C Shield عليه. اضغط على الدرع برفق. عندما تعرف ما تفعله ، إنها قطعة من الكعكة. (انظر الصورة أعلاه).

اتصال الاستشعار و Raspberry Pi

خذ المستشعر وقم بتوصيل كابل I²C به. للحصول على أفضل أداء لهذا الكبل ، يرجى تذكر توصيل I²C Output دائمًا بمدخل I²C. يجب أن يتم نفس الشيء مع Raspberry Pi مع درع I²C المركب فوقه. الميزة الكبيرة لاستخدام I²C Shield / Adapter وكابلات التوصيل هي أنه ليس لدينا مشكلات في الأسلاك يمكن أن تسبب الإحباط وتستغرق وقتًا طويلاً في الإصلاح ، خاصة عندما لا تكون متأكدًا من أين تبدأ استكشاف الأخطاء وإصلاحها. إنه خيار التوصيل والتشغيل (هذا هو التوصيل ، والفصل والتشغيل. إنه سهل الاستخدام ، ولا يُصدق).

ملاحظة: يجب أن يتبع السلك البني دائمًا الاتصال الأرضي (GND) بين خرج أحد الأجهزة ومدخل جهاز آخر

التواصل مهم

لإنجاح مشروعنا ، نحتاج إلى اتصال بالإنترنت لـ Raspberry Pi الخاص بنا. لهذا ، لديك خيارات مثل توصيل كبل Ethernet (LAN) بالشبكة المنزلية. أيضًا ، كطريقة بديلة ومريحة هي استخدام محول WiFi. في بعض الأحيان لهذا ، تحتاج إلى سائق لجعله يعمل. لذا تفضل تلك التي تحتوي على لينكس في الوصف.

تشغيل الدائرة

قم بتوصيل كابل Micro USB بمقبس الطاقة الخاص بـ Raspberry Pi. قم بتشغيله ونحن متوقفون.

مع القوة الكبيرة تأتي فاتورة كهرباء ضخمة

الاتصال بالشاشة

يمكننا إما توصيل كبل HDMI بجهاز عرض / تلفزيون جديد أو يمكننا أن نكون فنيين قليلاً لإنشاء Raspberry Pi المتصل عن بُعد وهو اقتصادي باستخدام أدوات الوصول عن بُعد مثل SSH و PuTTY.

تذكر ، حتى باتمان عليه تقليص حجم هذا الاقتصاد

الخطوة 3: Python Programming Raspberry Pi

يمكنك عرض كود Python لمستشعر Raspberry Pi و SI7006 على مستودع Github الخاص بنا.

قبل الدخول إلى البرنامج ، تأكد من قراءة التعليمات الواردة في ملف المستند التمهيدي وإعداد Raspberry Pi وفقًا لذلك. لن يستغرق الأمر سوى لحظة إذا قمت بإخراجها من الطريق أولاً ، الرطوبة هي كمية بخار الماء في الهواء. بخار الماء هو المرحلة الغازية للماء وغير مرئي. تشير الرطوبة إلى احتمال هطول الأمطار أو الندى أو الضباب. الرطوبة النسبية (اختصار RH) هي نسبة الضغط الجزئي لبخار الماء إلى ضغط بخار الماء المتوازن عند درجة حرارة معينة. الرطوبة النسبية تعتمد على درجة الحرارة وضغط نظام الاهتمام.

يوجد أدناه رمز Python ويمكنك استنساخ الكود وتحريره بأي طريقة تفضلها.

# موزعة بترخيص الإرادة الحرة. # استخدمها بالطريقة التي تريدها ، أو الربح أو المجاني ، بشرط أن تتناسب مع تراخيص الأعمال المرتبطة بها. # SI7006-A20 # تم تصميم هذا الرمز للعمل مع الوحدة المصغرة SI7006-A20_I2CS I2C المتاحة من ControlEverything.com. #

استيراد smbus

وقت الاستيراد

# احصل على حافلة I2C

الحافلة = smbus. SMBus (1)

# عنوان SI7006_A20 ، 0x40 (64)

# 0xF5 (245) حدد الرطوبة النسبية لا يوجد HOLD MASTER mode bus.write_byte (0x40، 0xF5)

وقت النوم (0.5)

# عنوان SI7006_A20 ، 0x40 (64)

# قراءة البيانات مرة أخرى ، 2 بايت ، الرطوبة MSB البيانات الأولى 0 = ناقل البيانات قراءة_ بايت (0x40) 1 = ناقل. قراءة_بايت (0x40)

# تحويل البيانات

الرطوبة = (125.0 * (data0 * 256.0 + data1) / 65536.0) - 6.0

# عنوان SI7006_A20 ، 0x40 (64)

# 0xF3 (243) حدد درجة الحرارة NO HOLD MASTER mode bus.write_byte (0x40، 0xF3)

وقت النوم (0.5)

# عنوان SI7006_A20 ، 0x40 (64)

# قراءة البيانات مرة أخرى ، 2 بايت ، بيانات درجة الحرارة الأولى MSB 0 = ناقل البيانات قراءة_ بايت (0x40) 1 = ناقل قراءة_ بايت (0x40)

# تحويل البيانات

cTemp = (175.72 * (data0 * 256.0 + data1) / 65536.0) - 46.85 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# إخراج البيانات إلى الشاشة

طباعة "الرطوبة النسبية هي:٪.2f ٪٪ RH"٪ الرطوبة طباعة "درجة الحرارة بالدرجة المئوية:٪.2f C"٪ cTemp print "درجة الحرارة بالفهرنهايت:٪.2f F"٪ fTemp

الخطوة 4: الوضع العملي

الآن ، قم بتنزيل (أو git pull) الكود وافتحه على Raspberry Pi.

قم بتشغيل الأوامر لتجميع وتحميل الكود على الجهاز وشاهد الإخراج على الشاشة. بعد لحظات قليلة ، سيتم فحص جميع المعلمات. بعد التأكد من أن كل شيء يعمل بشكل مثالي ، يمكنك الارتجال والمضي قدمًا بالمشروع الذي ينتقل به إلى أماكن أكثر إثارة للاهتمام.

الخطوة 5: التطبيقات والميزات

يوفر Si7006 حلاً رقميًا دقيقًا ومنخفض الطاقة ومعايرًا في المصنع مثاليًا لقياس الرطوبة ونقطة الندى ودرجة الحرارة ، في تطبيقات مثل HVAC / R ، منظمات الحرارة / الرطوبة ، العلاج التنفسي ، السلع البيضاء ، محطات الطقس الداخلية ، البيئات الصغيرة / مراكز البيانات ، ومراقبة مناخ السيارات وإزالة الضباب ، وتتبع الأصول والبضائع والهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية.

على سبيل المثال كيف أحب بيضتي؟ أم ، في كعكة!

يمكنك بناء مشروع Student Classroom Incubator ، وهو جهاز يُستخدم للظروف البيئية ، مثل درجة الحرارة والرطوبة التي يجب التحكم فيها ، باستخدام Raspberry Pi و SI7006-A20. تفقيس البيض في الفصل! سيكون مشروعًا علميًا ممتعًا وغنيًا بالمعلومات وأيضًا التجربة الأولى للطلاب لعرض شكل الحياة بشكل أساسي. حاضنة الفصل الدراسي للطلاب هي مشروع سريع جدًا يتم بناؤه. يجب أن يوفر ما يلي تجربة ممتعة وناجحة لك ولطلابك. لنبدأ بالمعدات المثالية قبل أن نفقس البيض مع العقول الشابة.

الخطوة السادسة: الخاتمة

الثقة في هذا المشروع تثير المزيد من التجارب. إذا كنت تتساءل عن إلقاء نظرة على عالم Raspberry Pi ، فيمكنك أن تدهش نفسك من خلال الاستفادة من أساسيات الإلكترونيات ، والترميز ، والتصميم ، واللحام وما إلى ذلك. في هذه العملية ، قد تكون هناك بعض المشاريع التي قد تكون سهلة ، بينما قد يختبرك البعض ، يتحدونك. من أجل راحتك ، لدينا فيديو تعليمي ممتع على YouTube قد يفتح الأبواب لأفكارك. ولكن يمكنك إيجاد طريقة وإتقانها من خلال تعديل وإنشاء تصميم خاص بك. استمتع واستكشف المزيد!