قياس درجة الحرارة باستخدام STS21 و Raspberry Pi: 4 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

يوفر مستشعر درجة الحرارة الرقمي STS21 أداءً فائقًا وبصمة موفرة للمساحة. يوفر إشارات خطية معايرة بتنسيق رقمي I2C. يعتمد تصنيع هذا المستشعر على تقنية CMOSens ، والتي تنسب إلى الأداء الفائق والموثوقية لـ STS21. يمكن تغيير دقة STS21 عن طريق الأوامر ، ويمكن الكشف عن البطارية المنخفضة ويساعد المجموع الاختباري على تحسين موثوقية الاتصال.

في هذا البرنامج التعليمي ، تم توضيح واجهة وحدة استشعار STS21 مع raspberry pi كما تم توضيح برمجتها باستخدام لغة python. لقراءة قيم درجة الحرارة ، استخدمنا raspberry pi مع محول I2c. يجعل هذا المحول I2C الاتصال بوحدة المستشعر أسهل وأكثر موثوقية.

الخطوة 1: الأجهزة المطلوبة:

تشمل المواد التي نحتاجها لتحقيق هدفنا مكونات الأجهزة التالية:

1. STS21

2. التوت باي

3. كابل I2C

4. I2C شيلد للتوت باي

5. كابل إيثرنت

الخطوة 2: ربط الأجهزة:

يشرح قسم توصيل الأجهزة بشكل أساسي اتصالات الأسلاك المطلوبة بين المستشعر و raspberry pi. يعد التأكد من التوصيلات الصحيحة ضرورة أساسية أثناء العمل على أي نظام للإخراج المطلوب. إذن ، الاتصالات المطلوبة هي كما يلي:

سيعمل STS21 على I2C. فيما يلي مثال على مخطط الأسلاك ، يوضح كيفية توصيل كل واجهة من أجهزة الاستشعار.

خارج الصندوق ، تم تكوين اللوحة لواجهة I2C ، لذلك نوصي باستخدام هذا التوصيل إذا كنت غير مدرك. كل ما تحتاجه هو أربعة أسلاك!

مطلوب أربعة اتصالات فقط دبابيس Vcc و Gnd و SCL و SDA ويتم توصيلها بمساعدة كابل I2C.

هذه الوصلات موضحة في الصور أعلاه.

الخطوة الثالثة: كود قياس درجة الحرارة:

تتمثل ميزة استخدام raspberry pi في أنه يوفر لك مرونة لغة البرمجة التي تريد برمجة اللوحة من أجل واجهة المستشعر معها. من خلال الاستفادة من هذه الميزة في هذه اللوحة ، نعرض هنا برمجتها بلغة الثعبان. Python هي واحدة من أسهل لغات البرمجة بأسهل بناء جملة. يمكن تنزيل كود python الخاص بـ STS21 من مجتمع github الخاص بنا وهو DCUBE Store Community.

ولسهولة المستخدمين ، نقوم بشرح الكود هنا أيضًا:

كخطوة أولى في الترميز ، تحتاج إلى تنزيل مكتبة SMBus في حالة Python ، لأن هذه المكتبة تدعم الوظائف المستخدمة في الكود. لذلك ، لتنزيل المكتبة يمكنك زيارة الرابط التالي:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

يمكنك نسخ كود العمل من هنا أيضا:

استيراد smbus

وقت الاستيراد

# احصل على I2C busbus = smbus. SMBus (1)

# عنوان STS21 ، 0x4A (74)

# حدد الأمر

# 0xF3 (243) قياس درجة الحرارة في وضع NO HOLD

bus.write_byte (0x4A، 0xF3)

وقت النوم (0.5)

# عنوان STS21 ، 0x4A (74)

# قراءة البيانات مرة أخرى ، 2 بايت ، MSB أولاً

data0 = bus.read_byte (0x4A)

data1 = bus.read_byte (0x4A)

# تحويل البيانات

temp = (data0 * 256 + data1) & 0xFFFC

cTemp = -46.85 + (175.72 * درجة الحرارة / 65536.0)

fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# إخراج البيانات إلى الشاشة

طباعة "درجة الحرارة بالدرجة المئوية:٪.2f C"٪ cTemp

طباعة "درجة الحرارة بالفهرنهايت هي:٪.2f F"٪ fTemp

يتم تنفيذ الكود باستخدام الأمر التالي:

$> python STS21.py GT. بيثون STS21.py

يظهر خرج المستشعر في الصورة أعلاه كمرجع للمستخدم.

الخطوة 4: التطبيقات:

يمكن استخدام مستشعر درجة الحرارة الرقمي STS21 في الأنظمة التي تتطلب مراقبة درجة حرارة عالية الدقة. يمكن دمجها في أجهزة الكمبيوتر المختلفة والمعدات الطبية وأنظمة التحكم الصناعية مع متطلبات قياس درجة الحرارة بدقة عالية.