قياس درجة الحرارة والرطوبة باستخدام HDC1000 و Raspberry Pi: 4 خطوات

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

HDC1000 عبارة عن مستشعر رطوبة رقمي مع مستشعر درجة حرارة مدمج يوفر دقة قياس ممتازة عند طاقة منخفضة للغاية. يقيس الجهاز الرطوبة بناءً على مستشعر سعوي جديد. تمت معايرة مستشعرات الرطوبة ودرجة الحرارة في المصنع. تعمل في نطاق درجة حرارة كاملة تتراوح بين -40 درجة مئوية و + 125 درجة مئوية.

في هذا البرنامج التعليمي ، تم توضيح واجهة وحدة استشعار HDC1000 مع raspberry pi كما تم توضيح برمجتها باستخدام لغة python. لقراءة قيم درجة الحرارة والرطوبة ، استخدمنا raspberry pi مع محول I2C. يجعل محول I2C هذا الاتصال بوحدة المستشعر أسهل وأكثر موثوقية.

الخطوة 1: الأجهزة المطلوبة:

تشمل المواد التي نحتاجها لتحقيق هدفنا مكونات الأجهزة التالية:

1. HDC1000

2. Raspberry Pi

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 HDC1000 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 والرطوبة:

تتمثل ميزة استخدام raspberry pi في أنه يوفر لك مرونة لغة البرمجة التي تريد برمجة اللوحة بها لربط المستشعر بها. من خلال الاستفادة من هذه الميزة في هذه اللوحة ، نعرض هنا برمجة لغة الثعبان. يمكن تنزيل كود python الخاص بـ HDC1000 من مجتمع GitHub الخاص بنا وهو Dcube Store.

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 بيثون العامل لهذا المستشعر من هنا أيضًا:

استيراد smbus

وقت الاستيراد

# احصل على حافلة I2C

الحافلة = smbus. SMBus (1)

# عنوان HDC1000 ، 0x40 (64)

# حدد سجل التكوين ، 0x02 (02)

# 0x30 (48) درجة الحرارة ، الرطوبة ممكنة ، النتيجة = 14 بت ، السخان قيد التشغيل

bus.write_byte_data (0x40 ، 0x02 ، 0x30)

# عنوان HDC1000 ، 0x40 (64)

# إرسال أمر قياس درجة الحرارة ، 0x00 (00)

bus.write_byte (0x40، 0x00)

وقت النوم (0.5)

# عنوان HDC1000 ، 0x40 (64)

# قراءة البيانات مرة أخرى ، 2 بايت

# temp MSB ، درجة الحرارة LSB

data0 = bus.read_byte (0x40) ناقل البيانات

data1 = bus.read_byte (0x40)

# تحويل البيانات

temp = (data0 * 256) + بيانات 1

cTemp = (درجة الحرارة / 65536.0) * 165.0 - 40

fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# عنوان HDC1000 ، 0x40 (64)

# إرسال أمر قياس الرطوبة ، 0x01 (01)

bus.write_byte (0x40، 0x01)

وقت النوم (0.5)

# عنوان HDC1000 ، 0x40 (64)

# قراءة البيانات مرة أخرى ، 2 بايت

# الرطوبة MSB ، الرطوبة LSB

data0 = bus.read_byte (0x40) ناقل البيانات

data1 = bus.read_byte (0x40)

# تحويل البيانات

الرطوبة = (data0 * 256) + data1

الرطوبة = (الرطوبة / 65536.0) * 100.0

# إخراج البيانات إلى الشاشة

اطبع "الرطوبة النسبية:٪.2f ٪٪"٪ رطوبة

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

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

يتضمن جزء الكود المذكور أدناه المكتبات المطلوبة للتنفيذ الصحيح لأكواد بايثون.

استيراد smbus

وقت الاستيراد

يمكن تنفيذ الكود عن طريق كتابة الأمر المذكور أدناه في موجه الأوامر.

$> python HDC1000.py GT. بيثون HDC1000.py

يظهر خرج المستشعر أيضًا في الصورة أعلاه كمرجع للمستخدم.

الخطوة 4: التطبيقات:

يمكن استخدام HDC1000 في التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) وأجهزة الترموستات الذكية وشاشات الغرفة. يجد هذا المستشعر أيضًا تطبيقه في الطابعات والعدادات المحمولة والأجهزة الطبية وشحن البضائع وكذلك مزيل الضباب عن الزجاج الأمامي للسيارات.