پایش دما و رطوبت با استفاده از SHT25 و Raspberry Pi: 5 مرحله

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

ما اخیراً روی پروژه های مختلفی کار کرده ایم که نیاز به نظارت دما و رطوبت دارند و سپس متوجه شدیم که این دو پارامتر در واقع نقش محوری در برآورد کارایی سیستم دارند. هم در سطح صنعتی و هم در سیستم های شخصی ، یک درجه حرارت مطلوب لازمه عملکرد مناسب سیستم است.

به همین دلیل است ، در این آموزش ما قصد داریم عملکرد سنسور رطوبت و دما SHT25 را با استفاده از تمشک pi توضیح دهیم. در این آموزش خاص ، کارکرد آن با استفاده از کد جاوا نشان داده شده است.

سخت افزاری که برای این منظور نیاز دارید عبارتند از:

1. SHT25

2. تمشک پای

3. کابل I2C

4. سپر I2C برای تمشک pi

مرحله 1: نمای کلی SHT25:

اول از همه اجازه دهید با درک اولیه سنسور و پروتکلی که بر روی آن کار می کند ، شروع کنیم.

سنسور رطوبت و دما SHT25 I2C ± 1.8٪ RH ± 0.2 درجه سانتی گراد I2C مینی ماژول. این رطوبت با دقت بالا و سنسور دما از نظر فاکتور فرم و هوش به یک استاندارد صنعتی تبدیل شده است و سیگنالهای سنسور کالیبره شده و خطی را در قالب دیجیتال I2C ارائه می دهد. این سنسور که با مدار تخصصی آنالوگ و دیجیتال یکپارچه شده است ، یکی از کارآمدترین دستگاه ها برای اندازه گیری دما و رطوبت است.

پروتکل ارتباطی که سنسور روی آن کار می کند I2C است. I2C مخفف مدار بین یکپارچه است. این یک پروتکل ارتباطی است که در آن ارتباط از طریق خطوط SDA (داده های سریال) و SCL (ساعت سریال) انجام می شود. این امکان اتصال همزمان چندین دستگاه را فراهم می کند. این یکی از ساده ترین و کارآمدترین پروتکل های ارتباطی است.

مرحله 2: آنچه شما نیاز دارید….

مواد مورد نیاز برای تحقق هدف ما شامل اجزای سخت افزاری زیر است:

1. سنسور رطوبت و دما SHT25

2. تمشک پی

3. کابل I2C

4. I2C Shield برای رزبری پای

5. کابل اترنت

مرحله 3: اتصال سخت افزاری:

بخش اتصال سخت افزاری اساساً اتصالات سیم کشی مورد نیاز بین سنسور و تمشک pi را توضیح می دهد. اطمینان از اتصالات صحیح ضروری ترین ضرورت در هنگام کار بر روی هر سیستم برای خروجی مورد نظر است. بنابراین ، اتصالات مورد نیاز به شرح زیر است:

• SHT25 از طریق I2C کار می کند. در اینجا مثال نمودار سیم کشی است که نحوه اتصال هر رابط سنسور را نشان می دهد.
• خارج از جعبه ، برد برای یک رابط I2C پیکربندی شده است ، بنابراین توصیه می کنیم در غیر این صورت آگنوستیک از این اتصال استفاده کنید. تنها چیزی که نیاز دارید چهار سیم است!
• فقط چهار اتصال نیاز به پین های Vcc ، Gnd ، SCL و SDA دارد و این اتصالات با کمک کابل I2C متصل می شوند.

این اتصالات در تصاویر بالا نشان داده شده است.

مرحله 4: نظارت بر دما و رطوبت کد جاوا:

مزیت استفاده از تمشک pi این است که به شما انعطاف پذیری زبان برنامه نویسی را می دهد که در آن می خواهید بورد را برنامه ریزی کنید تا سنسور با آن ارتباط برقرار کند. با استفاده از مزیت این برد ، ما در اینجا برنامه نویسی آن را در جاوا نشان می دهیم. کد جاوا برای SHT25 را می توانید از انجمن github ما که Dcube Store است بارگیری کنید.

و همچنین برای سهولت کاربران ، ما در اینجا کد را نیز توضیح می دهیم:

به عنوان اولین مرحله کدگذاری ، باید کتابخانه pi4j را در صورت جاوا بارگیری کنید ، زیرا این کتابخانه از توابع مورد استفاده در کد پشتیبانی می کند. بنابراین ، برای بارگیری کتابخانه می توانید از لینک زیر دیدن کنید:

pi4j.com/install.html

همچنین می توانید کد جاوا کار کننده برای این سنسور را از اینجا کپی کنید:

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CBus ؛

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CDevice؛ واردات com.pi4j.io.i2c. I2CFactory؛ واردات java.io. IOException؛ کلاس عمومی SHT25 {public static void main (String args ) استثنا را پرتاب می کند {// ایجاد گذرگاه I2C I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1) ؛ // دریافت دستگاه I2C ، آدرس SHT25 I2C 0x40 (64) I2CDevice device = Bus.getDevice (0x40) است ؛ // ارسال دستور اندازه گیری درجه حرارت ، NO HOLD master device.write ((byte) 0xF3)؛ موضوع. خواب (500) ؛ // خواندن 2 بایت داده // temp msb ، temp lsb بایت data = new byte [2]؛ device.read (داده ، 0 ، 2) ؛ // تبدیل داده ها دو برابر cTemp = (((((داده [0] & 0xFF) * 256) + (داده [1] & 0xFF)) * 175.72) / 65536.0) - 46.85 ؛ دو fTemp = (cTemp * 1.8) + 32 ؛ // ارسال دستور اندازه گیری رطوبت ، NO HOLD master device.write ((byte) 0xF5)؛ موضوع. خواب (500) ؛ // خواندن 2 بایت داده // رطوبت msb ، رطوبت lsb device.read (داده ، 0 ، 2) ؛ // رطوبت دو برابر داده ها = (((((داده [0] & 0xFF) * 256) + (داده [1] & 0xFF)) * 125.0) / 65536.0) - 6 ؛ // خروجی داده ها به صفحه System.out.printf ("رطوبت نسبی:٪.2f ٪٪ RH٪ n" ، رطوبت) ؛ System.out.printf ("دما برحسب درجه سانتیگراد:٪.2f C٪ n" ، cTemp) ؛ System.out.printf ("دما در فرهنهایت:٪.2f F٪ n" ، fTemp) ؛ }}

خروجی کد نیز در تصویر بالا نشان داده شده است.

کتابخانه ای که ارتباط i2c بین سنسور و برد را تسهیل می کند pi4j است ، بسته های مختلف آن I2CBus ، I2CDevice و I2CFactory به برقراری ارتباط کمک می کند.

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CBus ؛

واردات com.pi4j.io.i2c. I2CDevice؛ واردات com.pi4j.io.i2c. I2CFactory؛ واردات java.io. IOException؛

این قسمت از کد باعث می شود که سنسور برای اندازه گیری دما و اندازه گیری رطوبت با نوشتن دستورات مربوطه با استفاده از تابع write () عمل کند و سپس داده ها با استفاده از تابع read () خوانده شوند.

device.write ((بایت) 0xF3)؛

موضوع. خواب (500) ؛

// خواندن 2 بایت داده

// temp msb ، temp lsb

بایت داده = بایت جدید [2]؛

device.read (داده ، 0 ، 2) ؛

// ارسال فرمان اندازه گیری رطوبت ، NO HOLD master

device.write ((بایت) 0xF5)؛

موضوع. خواب (500) ؛

// خواندن 2 بایت داده

// رطوبت msb ، رطوبت lsb

device.read (داده ، 0 ، 2) ؛

مرحله 5: برنامه های کاربردی:

سنسور دما و رطوبت نسبی SHT25 دارای کاربردهای صنعتی مختلفی مانند نظارت بر دما ، حفاظت حرارتی محیطی رایانه می باشد. ما همچنین این سنسور را در برنامه های ایستگاه های هواشناسی و همچنین سیستم نظارت بر گلخانه به کار گرفته ایم.