ساخت رطوبت سنج در خانه با استفاده از تمشک پای و SI7021: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

آیا امروز هوا مرطوب است؟ برای من کمی مرطوب به نظر می رسد

گاهی اوقات برای ما ، رطوبت بالا بسیار ناراحت کننده و همچنین ناسالم است. برای صاحبان خانه نیز می تواند آسیب های احتمالی ایجاد کند. برای یک خانه ، رطوبت زیاد کف و مبلمان چوبی را خراب می کند و باعث ایجاد قارچ در اطراف ما می شود. خوشبختانه ، روش هایی وجود دارد که به شما امکان می دهد رطوبت خانه را کنترل و کنترل کنید.

در این جنگ صلیبی ما یک رطوبت سنج ، سیستمی که برای اندازه گیری رطوبت موجود در اتمسفر استفاده می شود ، با استفاده از رزبری پای و سنسور رطوبت و دما SI7021 می سازیم. هدف ما بررسی رطوبت نسبی و دمای آپارتمان بود (رطوبت نسبی ایده آل حدود 40-50، ، دمای ایده آل اتاق تقریباً بین 15 درجه سانتیگراد (59 درجه فارنهایت) و 30 درجه سانتی گراد (86 درجه فارنهایت)) و یک روش استفاده از رطوبت سنج است. البته ما می توانستیم یکی را خریداری کنیم ، اما با داشتن یک رزبری پای و سنسور رطوبت و دما در دست ، ما فکر کردیم که یکی از آنها را بسازیم (چرا که نه!).

مرحله 1: وسایل ضروری نیازی

بدون اطلاع از قطعات دقیق ، ارزش آنها و تهیه آنها در کجای زمین ، واقعاً آزاردهنده است. نگران نباش ما آن را برای شما مرتب کرده ایم هنگامی که قطعات را به صورت چهارگوش درآورده اید ، انجام این پروژه باید فوری باشد.

1. تمشک پای

اولین قدم تهیه برد Raspberry Pi بود. Raspberry Pi یک رایانه تک صفحه ای مبتنی بر لینوکس است. این رایانه کوچک دارای قدرت محاسباتی است که در پروژه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد و عملیات ساده ای مانند صفحات گسترده ، پردازش کلمات ، مرور وب ، ایمیل و بازی ها.

2. I²C Shield برای رزبری پای

به نظر ما ، تنها چیزی که Raspberry Pi 2 و Pi 3 واقعاً فاقد آن هستند ، پورت I²C است. INPI2 (آداپتور I2C) Raspberry Pi 2/3 یک پورت I²C را برای استفاده در چندین دستگاه I²C فراهم می کند. در فروشگاه Dcube موجود است.

3. SI7021 سنسور رطوبت و دما

SI7021 I²C Humidity and 2-Zone Temperature Sensor یک IC CMOS یکپارچه است که از عناصر حسگر رطوبت و دما ، مبدل آنالوگ به دیجیتال ، پردازش سیگنال ، داده های کالیبراسیون و رابط I²C استفاده می کند. ما این سنسور را از فروشگاه Dcube خریداری کردیم.

4. I²C اتصال کابل

ما کابل اتصال I²C را درDcubeStore در دسترس داشتیم.

5. کابل میکرو USB

کم پیچیده ترین ، اما سخت ترین از نظر نیاز به قدرت ، رزبری پای است! ساده ترین راه برای تغذیه رزبری پای از طریق کابل Micro USB است.

6 کابل اترنت (LAN) آداپتور وای فای USB

آیا تا به حال به زندگی خود نگاه کرده اید و فکر می کنید که اینترنت با من چه کرده است؟

روش کلاسیک برای اتصال رزبری پای استفاده از کابل اترنت و اتصال آن به روتر شبکه است. متناوباً ، اتصال WiFi را می توان از طریق اتصال دانگل WiFi و کلیک روی چپ روی نماد شبکه ایجاد کرد تا لیستی از شبکه های WiFi موجود ظاهر شود.

7. کابل HDMI/ دسترسی از راه دور

با کابل HDMI روی صفحه ، می توانید آن را به تلویزیون دیجیتال یا مانیتور متصل کنید. راه صرفه جویی می خواهید! رزبری پای را می توان با استفاده از روش های مختلف مانند SSH و دسترسی از طریق اینترنت از راه دور در دسترس قرار داد. می توانید از نرم افزار منبع باز PuTTY استفاده کنید.

از ریاضی متنفرم ، اما عاشق شمارش پول هستم

مرحله 2: ایجاد اتصالات سخت افزاری

به طور کلی ، مدار بسیار مستقیم به جلو است. مطابق شماتیک نشان داده شده مدار را بسازید. طرح بندی نسبتاً ساده ای است و نباید مشکلی داشته باشید.

در مورد ما ، ما برخی از اصول الکترونیکی را فقط برای بازسازی حافظه برای سخت افزار و نرم افزار مورد بازبینی قرار دادیم. ما می خواستیم یک شماتیک الکترونیکی ساده برای این پروژه تهیه کنیم. شماتیک الکترونیکی مانند نقشه ای برای الکترونیک است. نقشه ای تهیه کنید و طرح را با دقت دنبال کنید.

Raspberry Pi و I²C Shield Connection

ابتدا رزبری پای را بردارید و I²C Shield را روی آن قرار دهید. Shield را به آرامی روی پین های GPIO فشار دهید. آنچه را که درست است انجام دهید نه آنچه را که آسان است (عکس بالا را ببینید).

سنسور و اتصال رزبری پای

سنسور را بردارید و کابل I²C را با آن وصل کنید. برای عملکرد صحیح این کابل ، لطفاً به خاطر داشته باشید که خروجی I²C همیشه به ورودی I²C متصل می شود. همین امر باید برای Raspberry Pi با سپر I²C روی آن نصب شود.

مزیت بزرگ استفاده از I²C Shield/Adapter و کابل های اتصال این است که ما دیگر هیچ مشکلی در زمینه سیم کشی نداریم که می تواند باعث رفع سرخوردگی و زمان مصرف شود ، مخصوصاً وقتی مطمئن نیستید که عیب یابی را از کجا شروع کنید. فقط فرآیند ساده ای که ذکر کردیم. این گزینه plug and play است.

توجه: سیم قهوه ای همیشه باید اتصال GND (GND) بین خروجی یک دستگاه و ورودی دستگاه دیگر را دنبال کند

اتصال به اینترنت مهم است

برای موفقیت پروژه ما ، ما برای رزبری پای خود به اینترنت نیاز داریم. شما در اینجا دو انتخاب دارید. در هر صورت می توانید رزبری پای را با استفاده از کابل اترنت به شبکه متصل کنید یا از آداپتور USB به WiFi برای اتصال WIFI استفاده کنید. در هر صورت ، تا زمانی که به اینترنت متصل هستید ، تحت پوشش هستید.

تغذیه مدار

کابل Micro USB را به پریز برق رزبری پای وصل کنید. آن را روشن کنید و به جاده برویم.

نسل ما برای یک آخرالزمان زامبی بهتر از یک ساعت بدون برق آمادگی دارد

اتصال به مانیتور

ما می توانیم کابل HDMI را به مانیتور/تلویزیون جدید متصل کنیم یا می توانیم Raspberry Pi را از راه دور با استفاده از ابزارهای دسترسی از راه دور مانند-SSH/PuTTY متصل کنیم که مقرون به صرفه است. اگر استفاده از منابع اطراف را پیدا کردید ، کمی رویکرد خلاقانه است.

مرحله 3: برنامه نویسی رزبری پای در پایتون

می توانید کد پایتون برای Raspberry Pi و SI7021 را در Gitubrepository ما مشاهده کنید.

قبل از رفتن به برنامه ، مطمئن شوید که دستورالعمل های داده شده در فایل Readme را بررسی کرده اید و رزبری پای خود را مطابق آن تنظیم کرده اید.

رطوبت به وجود مایع ، به ویژه آب ، اغلب در مقادیر کمی اشاره دارد. مقادیر کمی آب ممکن است ، به عنوان مثال ، در هوا (رطوبت) ، در غذاها و محصولات مختلف تجاری یافت شود. رطوبت همچنین به میزان بخار آب موجود در هوا اشاره دارد.

در زیر کد پایتون آمده است و می توانید آن را کلون کنید و در صورت نیاز می توانید بداهه سازی کنید.

# توزیع شده با مجوز اراده آزاد # SI7021 # این کد برای کار با SI7021_I2CS Mini Module Mini موجود در ControlEverything.com طراحی شده است. #

smbus وارد کنید

زمان واردات

# اتوبوس I2C بگیرید

bus = smbus. SMBus (1)

آدرس # SI7021 ، 0x40 (64)

# 0xF5 (245) رطوبت نسبی NO HOLD را انتخاب کنید bus.write_byte (0x40 ، 0xF5)

زمان خواب (0.3)

آدرس # SI7021 ، 0x40 (64)

# بازخوانی داده ها ، 2 بایت ، رطوبت MSB اولین داده 0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# تبدیل داده ها

رطوبت = ((data0 * 256 + data1) * 125 / 65536.0) - 6

زمان خواب (0.3)

آدرس # SI7021 ، 0x40 (64)

# 0xF3 (243) انتخاب درجه حرارت NO HOLD حالت اصلی bus.write_byte (0x40 ، 0xF3)

زمان خواب (0.3)

آدرس # SI7021 ، 0x40 (64)

# بازخوانی داده ها ، 2 بایت ، دمای MSB اولین داده 0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# تبدیل داده ها

cTemp = ((data0 * 256 + data1) * 175.72 / 65536.0) - 46.85 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# خروجی داده ها به صفحه

چاپ "رطوبت نسبی:٪.2f ٪٪"٪ رطوبت چاپ "دمای سانتیگراد:٪.2f C"٪ cTemp print "دما در فارنهایت:٪.2f F"٪ fTemp

مرحله 4: حالت کار

اکنون ، کد را بارگیری (یا git pull) کرده و در Raspberry Pi باز کنید.

دستورات کامپایل و بارگذاری کد را در ترمینال اجرا کنید و خروجی را در مانیتور ببینید. پس از چند لحظه ، همه متغیرها را نمایش می دهد. با چند فکر یا موضوع شروع کنید و ببینید به چه چیزی می توانید برسید.

مرحله 5: برنامه ها و ویژگی ها

SI7021 یک راه حل دیجیتالی دقیق ، کم مصرف و کالیبره شده کارخانه ای ایده آل برای اندازه گیری رطوبت ، نقطه شبنم و درجه حرارت ، در برنامه هایی مانند HVAC/R ، ترموستات/رطوبت هوا ، درمان تنفسی ، کالاهای سفید ، ایستگاه های آب و هوایی داخل ساختمان ، محیط های میکرو ارائه می دهد. /مراکز داده ، کنترل آب و هوا و رفع یخ زدگی خودرو ، ردیابی دارایی و کالا و تلفن همراه و تبلت ها.

برای مثال شما می توانید این پروژه را به یک نشانگر تهویه مطبوع برای راحتی محیطی داخل و داخل خودرو تبدیل کنید. این محیط حرارتی را برای کنترل دما ، پر کردن اکسیژن و حذف رطوبت ، بو ، دود ، گرما ، گرد و غبار ، باکتری های موجود در هوا ، دی اکسید کربن و سایر گازها تعیین می کند. به غیر از سنسورهای رطوبت و دما ، می توانید با استفاده از سنسورهای فشار ، کیفیت هوا ، تشخیص دود تا نور و مجاورت به این پروژه کمک کنید. شما می توانید کد را با توجه به سخت افزار مورد نظر اعمال کنید و سپس می توانید تنظیمات شخصی خود را برای ایجاد راحتی حرارتی داشته باشید. این پروژه برای بچه ها عالی است و شما می خواهید چیزهای فوق العاده ای را به آنها نشان دهید ، یادگیری هنگام بازی را می دانید. چنین پروژه کوچکی می تواند برای بچه ها بسیار جذاب تر باشد.

مرحله 6: نتیجه گیری

اگر به دنبال تماشای دنیای رزبری پای بوده اید ، می توانید با استفاده از اصول اولیه لوازم الکترونیکی ، کد نویسی ، طراحی ، لحیم کاری و غیره خود را شگفت زده کنید. در این فرایند ، ممکن است پروژه هایی وجود داشته باشند که ممکن است آسان باشند ، در حالی که برخی ممکن است شما را آزمایش کنند ، شما را به چالش بکشند. اما شما می توانید با اصلاح و ایجاد خلاقیت خود راهی را بیابید و آن را کامل کنید. برای کمک شما ، ما یک فیلم آموزشی شگفت انگیز در YouTube داریم که ممکن است در کاوش شما و توضیح بیشتر هر جنبه ای از پروژه کمک کند. امیدواریم این مورد شگفت انگیز و مفید واقع شده باشد. لطفاً در صورت هر گونه اصلاح به ما پاسخ دهید.