DIY teplotný systém Raspberry Pi s ubidotmi: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Systém monitorovania teploty poskytuje cenné poznatky v komerčnom aj priemyselnom prostredí na zníženie neefektívnosti alebo udržanie kvality výrobkov a ich kvality. Čo keby som vám povedal, že pomocou rovnakého zariadenia môžete doma monitorovať teplotu vlastnej vínnej pivnice alebo rodinného akvária. Ďalej, čo keby som vám povedal, že rovnaké zariadenie je možné použiť aj na monitorovanie teploty vzduchu a kvapalín kvapalín vo vašej továrni? Tvorcovia nášho sveta to umožnili a táto príručka je tu, aby vám pomohla naštartovať vaše vlastné iniciatívy doma alebo na predajni.

Táto príručka bude vašim návodom na jednoduchý systém monitorovania teploty svojpomocne, ktorý je tiež vodotesný pri štarte. Pomocou Raspberry Pi a Ubidots vám ukážeme, ako pripojiť Pi a zobrazovať v reálnom čase metriky vášho teplotného systému. Pomocou Ubidots môžete vytvárať aj e -maily alebo správy SMS, aby sa zaistilo, že vaša „premenná“(v tomto prípade teplota) zostane v rámci vami definovaných limitov, ktoré ste určili, aby sa zaistila kvalita a efektívnosť podmienok vášho systému.

Na tento projekt použijeme 1-vodičovú a vodotesnú verziu senzora DS18B20. Čo je to 1-drôt? Je to komunikačný protokol, ktorý zjednodušuje pripojenie vašich senzorov IoT agregáciou celej kabeláže do jedného kábla (… v skutočnosti sú to tri, dva sú uzemňovacie a napájacie pripojenia pre energiu, tretí je 1-vodičový pre prenos údajov).

DÔLEŽITÁ POZNÁMKA: 1-vodičový snímač teploty má na predaj rôzne verzie; jeden s odporom integrovaným do snímača a druhý bez. Pri nákupe alebo nastavovaní hardvéru sa najskôr uistite, že sú vaše zariadenia a senzory kompatibilné, než sa v tomto návode posuniete ďalej.

Krok 1: Požiadavky

• Model Raspberry Pi 3 (už je nakonfigurovaný)
• OneWire snímač teploty - DS18B20
• Účet Ubidots - alebo - licencia STEM

Krok 2: Nastavenie zapojenia

Ako už bolo spomenuté, teplotný senzor OneWire sa predáva s rôznymi verziami obsahujúcimi odpory. V tomto návode si ukážeme obe verzie - s rezistorom aj bez neho. Bez ohľadu na to, ktorý systém si vyberiete, dvakrát skontrolujte, či sú všetky pripojenia správne založené na nižšie uvedených diagramoch a fotografiách.

S integrovaným odporom - s konektorom grove

Postupujte podľa tabuľky a obrázku vyššie, aby ste vykonali správne pripojenia pre váš teplotný senzor OneWire s odporom.

TIP: Arduberry je nová kampaň na Kickstarteri, ktorá prináša jednoduchý a lacný spôsob, ako priniesť štíty Arduino na Raspberry Pi. Táto neuveriteľná možnosť je jednoduchý spôsob, ako začať pripájať svoje snímače hájov pomocou štítu Arduino Grove. Ďalšie informácie o tomto nájdete v kempe:)

Bez integrovaného odporu- bez konektora

Odpor v tomto nastavení sa používa ako prípojka pre dátovú linku a mal by byť zapojený medzi dátovým vodičom a napájacím vodičom. To zaisťuje, že dátový riadok je na definovanej logickej úrovni, a obmedzuje rušenie elektrickým šumom, ak by náš pin zostal plávajúci.

Na zapojenie použite odpor 4,7 kΩ (alebo 10 kΩ) a podľa vyššie uvedeného diagramu. Všimnite si toho, že piny pripojené k Raspberry Pi sú rovnaké ako v tabuľke.

Krok 3: Nastavenie senzora

1. Keď je váš Raspberry Pi pripojený k internetu, overte IP adresu priradenú prístupu k doske pomocou ssh v termináli počítača:

ssh pi@{IP_Address_assigned}

Ak ste ešte nenakonfigurovali poverenia svojho Raspberry Pi, upozorňujeme, že budete musieť použiť predvolené prihlasovacie údaje:

• užívateľské meno: pi
• heslo: malina

Keď je váš pi nakonfigurovaný a správne pripojený, používateľ vášho terminálu sa zobrazí v zozname ako: pi@raspberrypi

2. Teraz aktualizujme niektoré balíky a nainštalujme pip, správcu paketov Pythonu. Skopírujte a prilepte nižšie uvedené príkazy do terminálu a po každom z nich spustite príkazy stlačením klávesu „Enter“.

sudo apt-get update> sudo apt-get upgrade

sudo apt-get install python-pip python-dev build-essential

3. Potom nainštalujte knižnicu Request, populárnu knižnicu Pythonu, ktorá zjednodušuje vytváranie požiadaviek HTTP. Skopírujte a prilepte nižšie uvedené príkazy do svojho terminálu a stlačte „Enter“, spustite príkaz.

$ pip požiadavky na inštaláciu

4. Raspberry Pi je vybavený radom ovládačov na prepojenie. V tomto prípade, aby sme mohli načítať ovládač 1-Wire senzora na piny GPIO, musíme použiť tieto nižšie uvedené dva ovládače. Tieto ovládače sú preto uložené ako načítateľné moduly a na ich zavedenie do jadra Linuxu je podľa potreby použitý príkaz modprobe.

Spustite nižšie uvedené príkazy:

$ sudo modprobe w1-gpio> $ sudo modprobe w1-therm

5. Teraz musíme zmeniť adresár na priečinok 1-Wire zariadenia a uviesť zoznam zariadení, aby sme zaistili správne načítanie nášho senzora. Skopírujte a prilepte nižšie uvedené príkazy do terminálu a po každom z nich spustite príkazy stlačením klávesu „Enter“.

$ cd/sys/bus/w1/zariadenia/> $ ls

V tomto okamihu je váš snímač už zostavený a pripojený a mal by byť uvedený ako séria číslic a písmen. V našom prípade je zariadenie registrované ako 28-00000830fa90, ale vo vašom prípade pôjde o inú sériu písmen a číslic, preto nahraďte naše sériové číslo svojim vlastným a spustite príkaz.

$ cd 28-00000830fa90

Senzor pravidelne zapisuje do súboru w1_slave, aby ste si mohli prečítať snímač teploty, spustite nasledujúci príkaz:

$ cat w1_slave

Tento príkaz vám ukáže dva riadky textu s výstupom t = ukazujúcim teplotu v stupňoch Celzia. Upozorňujeme, že za prvé dve číslice by mala byť umiestnená desatinná čiarka (je to uvedené v konečnom kóde- nebojte sa); napríklad nameraná teplota je 29 500 stupňov Celzia.

Teraz, keď môžete merať teploty, je načase ich odoslať do Ubidots!

Krok 4: Odosielanie údajov do Ubidots na vizualizáciu

Teraz je čas na kódovanie!:) Vytvorte a spustite skript Pythonu na termináli počítača:

$ nano onewire_temp_ubidots.py

Potom prilepte a uložte na terminál nasledujúci kód: Stlačením sem získate kód

Uistite sa, že ste nahradili sériové číslo 28-00000830fa90 svojim a priradili ste token svojho účtu Ubidots na URL žiadosti. Ak neviete, ako získať svoj token Ubidots, pomoc nájdete v nasledujúcom článku:

Nájdite svoj TOKEN zo svojho účtu Ubidots

Teraz si skript vyskúšame. Prilepte a spustite nižšie uvedený skript v termináli počítača.

python onewire_temp_ubidots.py

Ak funguje správne, vo vašom účte Ubidots sa zobrazí nové zariadenie s dvoma premennými: temp_celsius a temp_fahrenheit

Krok 5: Voliteľné kroky: Premenujte zariadenie a premenné

Názvy vytvorených premenných sú rovnaké ako štítky API, čo sú identifikátory používané rozhraním API. To neznamená, že ich názvy nemožno meniť, preto sa odporúča zmeniť názvy vašich zariadení a premenných, aby boli priateľskejšie k vašej nomenklatúre. Ak sa chcete dozvedieť, ako premenovať názvy premenných, pozrite sa nižšie:

Ako upraviť názov zariadenia a názov premennej

Môžete tiež pridať a upraviť jednotky každej premennej zo zoznamu možností.

Ako vidíte vyššie, ku každej premennej sme priradili rôzne jednotky a tiež sme priradili príjemnejšie názvy, aby zodpovedali nomenklatúre našich projektov. Toto sa dôrazne odporúča používateľom, ktorí hľadajú nasadenie na 100 s alebo zariadenia.

Krok 6: Nastavenie udalosti

Udalosť (alebo výstraha) je akákoľvek akcia, ktorá sa spustí, keď údaje spĺňajú alebo prekračujú pravidlo návrhu. E -mail alebo SMS správu je možné napríklad odoslať kedykoľvek, keď snímač zastaví odosielanie údajov alebo teplota prekročí maximálnu alebo minimálnu prahovú hodnotu.

Ak chcete vytvoriť udalosť, prečítajte si nasledujúci článok:

Udalosti: Vytvorenie udalosti textových správ (SMS, e -mail a telegram)

Krok 7: Výsledok

V priebehu niekoľkých minút ste vybudovali ľahký systém monitorovania teploty svojpomocne. Teraz umiestnite senzory tam, kde je to potrebné, a začnite zo svojho zariadenia sledovať teploty ešte dnes!

Veselé hackovanie:)