Construir um higrômetro em casa usando Raspberry Pi e SI7021: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Está úmido hoje? Parece um pouco úmido para mim

Às vezes, para nós, a umidade elevada prova ser muito desconfortável e prejudicial à saúde. Para os chefes de família, também pode causar danos potenciais. Para uma casa, a alta umidade destrói o piso e a mobília de madeira, estimulando o crescimento de mofo ao nosso redor. Por sorte, existem métodos que permitem monitorar e controlar a umidade doméstica.

Nesta cruzada estaremos fazendo um Higrômetro, sistema utilizado para medir o teor de umidade na atmosfera, utilizando um Raspberry Pi e SI7021, sensor de Umidade e Temperatura. Nosso objetivo era verificar a umidade relativa e a temperatura no apartamento (a umidade relativa ideal é cerca de 40-50%, a temperatura ambiente ideal é aproximadamente entre 15 ° C (59 ° F) e 30 ° C (86 ° F)) e um maneira é usar um higrômetro. Poderíamos, é claro, ter comprado um, mas tendo em mãos um Raspberry Pi e um sensor de Umidade e Temperatura, pensamos em fazer um (por que não!).

Etapa 1: equipamento imperativo carente

Sem saber as peças exatas, seu valor e onde obtê-las, é realmente irritante. Não se preocupe. Nós resolvemos isso para você. Depois que você tiver todas as partes ajustadas, será muito fácil fazer este projeto.

1. Raspberry Pi

O primeiro passo foi obter uma placa Raspberry Pi. O Raspberry Pi é um computador baseado em Linux de placa única. Este pequeno PC tem um grande poder de computação, usado em projetos eletrônicos e operações simples, como planilhas, processamento de texto, navegação na web, e-mail e jogos.

2. Escudo I²C para Raspberry Pi

Em nossa opinião, a única coisa que realmente falta no Raspberry Pi 2 e Pi 3 é uma porta I²C. O INPI2 (adaptador I2C) fornece ao Raspberry Pi 2/3 uma porta I²C para uso com vários dispositivos I²C. Ele está disponível na Dcube Store.

3. Sensor de umidade e temperatura SI7021

O sensor SI7021 I²C de umidade e temperatura de 2 zonas é um CMOS IC monolítico que integra elementos de sensor de umidade e temperatura, um conversor analógico-digital, processamento de sinal, dados de calibração e uma interface I²C. Compramos este sensor na Dcube Store.

4. Cabo de conexão I²C

Tínhamos o cabo de conexão I²C disponível na DcubeStore.

5. Cabo micro USB

O menos complicado, mas o mais rigoroso em termos de requisitos de energia, é o Raspberry Pi! A maneira mais fácil de alimentar o Raspberry Pi é por meio do cabo Micro USB.

6 Cabo Ethernet (LAN) / Adaptador WiFi USB

Você já olhou para sua vida e pensou: O que a internet fez comigo?

A maneira clássica de conectar o Raspberry Pi é usar um cabo Ethernet e conectá-lo ao roteador de rede. Como alternativa, a conexão WiFi pode ser feita conectando-se a um dongle WiFi e clicando com o botão esquerdo do mouse no ícone de rede para exibir uma lista de redes WiFi disponíveis.

7. Cabo HDMI / acesso remoto

Com o cabo HDMI a bordo, você pode conectá-lo a uma TV digital ou a um monitor. Quer um jeito frugal! Raspberry Pi pode ser acessado remotamente usando diferentes métodos como SSH e acesso pela Internet. Você pode usar o software de código aberto PuTTY.

Odeio matemática, mas adoro contar dinheiro

Etapa 2: Fazendo conexões de hardware

Em geral, o circuito é bastante simples. Faça o circuito conforme o esquema mostrado. O layout é relativamente simples e você não deve ter problemas.

Em nosso caso, revisamos alguns conceitos básicos de eletrônica apenas para renovar a memória de hardware e software. Queríamos desenhar um esquema eletrônico simples para este projeto. Os esquemas eletrônicos são como um projeto para a eletrônica. Faça uma planta e siga o desenho cuidadosamente.

Conexão Raspberry Pi e I²C Shield

Em primeiro lugar, pegue o Raspberry Pi e coloque o escudo I²C nele. Pressione a proteção suavemente nos pinos GPIO. Faça o que é certo, não o que é fácil (veja a foto acima).

Sensor e conexão Raspberry Pi

Pegue o sensor e conecte o cabo I²C com ele. Para a operação adequada deste cabo, lembre-se de que a saída I²C SEMPRE se conecta à entrada I²C. O mesmo teve que ser seguido para o Raspberry Pi com o escudo I²C montado sobre ele.

A grande vantagem de usar a blindagem / adaptador I²C e os cabos de conexão é que não temos mais problemas de fixação de fiação que podem causar frustração e consumo de tempo para consertar, especialmente quando você não tem certeza de onde começar a solução de problemas. Apenas o processo simples que mencionamos. É a opção plug and play.

Nota: O fio marrom deve sempre seguir a conexão Terra (GND) entre a saída de um dispositivo e a entrada de outro dispositivo

A conexão com a Internet é importante

Para tornar nosso projeto um sucesso, precisamos de um acesso à Internet para o nosso Raspberry Pi. Você tem duas opções aqui. Você pode conectar o Raspberry Pi à rede usando um cabo Ethernet ou usar um adaptador USB para WiFi para conectividade WIFI. De qualquer forma, desde que esteja conectado à internet você estará coberto.

Alimentação do circuito

Conecte o cabo Micro USB ao conector de alimentação do Raspberry Pi. Ligue-o e vamos para a estrada.

Nossa geração está mais bem preparada para um apocalipse zumbi do que uma hora sem eletricidade

Conexão ao Monitor

Podemos ter o cabo HDMI conectado a um novo monitor / TV ou podemos conectar remotamente o Raspberry Pi usando ferramentas de acesso remoto como SSH / PuTTY, que são econômicas. É uma abordagem um pouco criativa se você encontrar o uso dos recursos ao redor.

Etapa 3: Programando Raspberry Pi em Python

Você pode visualizar o código Python para Raspberry Pi e SI7021 em nosso repositório Gith.

Antes de prosseguir com o programa, certifique-se de dar uma olhada nas instruções fornecidas no arquivo Leiame e configure seu Raspberry Pi de acordo com ele.

A umidade se refere à presença de um líquido, especialmente água, geralmente em pequenas quantidades. Pequenas quantidades de água podem ser encontradas, por exemplo, no ar (umidade), nos alimentos e em diversos produtos comerciais. A umidade também se refere à quantidade de vapor d'água presente no ar.

Abaixo está o código python e você pode cloná-lo e improvisar, se necessário.

# Distribuído com licença de livre arbítrio. # Use-o da maneira que quiser, com ou sem lucro, desde que se enquadre nas licenças das obras associadas. # SI7021 # Este código foi desenvolvido para funcionar com o Mini Módulo SI7021_I2CS I2C disponível em ControlEverything.com. #

import smbus

tempo de importação

# Pegue o ônibus I2C

bus = smbus. SMBus (1)

Endereço # SI7021, 0x40 (64)

# 0xF5 (245) Selecione Umidade Relativa NO HOLD no modo mestre bus.write_byte (0x40, 0xF5)

tempo.sono (0,3)

Endereço # SI7021, 0x40 (64)

# Leia os dados de volta, 2 bytes, Umidade MSB primeiro dados0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Converta os dados

umidade = ((dados0 * 256 + dados1) * 125 / 65536,0) - 6

tempo.sono (0,3)

Endereço # SI7021, 0x40 (64)

# 0xF3 (243) Selecione a temperatura NO HOLD no modo mestre bus.write_byte (0x40, 0xF3)

tempo.sono (0,3)

Endereço # SI7021, 0x40 (64)

# Leia os dados de volta, 2 bytes, Temperatura MSB primeiro dados 0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Converta os dados

cTemp = ((dados0 * 256 + dados1) * 175,72 / 65536,0) - 46,85 fTemp = cTemp * 1,8 + 32

# Dados de saída para a tela

print "Umidade relativa é:%.2f %%"% umidade print "Temperatura em Celsius é:%.2f C"% cTemp print "Temperatura em Fahrenheit é:%.2f F"% fTemp

Etapa 4: Modo de Trabalho

Agora, baixe (ou git pull) o código e abra-o no Raspberry Pi.

Execute os comandos para Compilar e Carregar o código no terminal e veja a saída no Monitor. Após alguns momentos, ele exibirá todas as variáveis. Comece com algumas idéias ou temas e veja o que você pode sugerir.

Etapa 5: aplicativos e recursos

O SI7021 oferece uma solução digital precisa, de baixo consumo de energia, calibrada de fábrica, ideal para medir umidade, ponto de orvalho e temperatura, em aplicações como HVAC / R, termostatos / umidistatos, terapia respiratória, produtos brancos, estações meteorológicas internas, microambientes / Datacenters, Controle de Clima Automotivo e Desembaciamento, Rastreamento de Bens e Bens e Celular e Tablets.

Por ex. Você pode melhorar este projeto em um Indicador HVAC para Conforto Ambiental Interior e Veicular. Ele mantém o ambiente térmico determinando controle de temperatura, reposição de oxigênio e remoção de umidade, odores, fumaça, calor, poeira, bactérias transportadas pelo ar, dióxido de carbono e outros gases. Além dos sensores de Umidade e Temperatura, você pode auxiliar neste projeto com sensores que vão desde pressão, Qualidade do Ar, Detector de Fumaça até Sensores de Luz e Proximidade. Você pode fazer melhorias no código de acordo com o hardware desejado aplicado e então você pode ter sua própria configuração para se tornar mais confortável termicamente. Este projeto é ótimo para crianças, e você quer mostrar a elas algumas coisas incríveis, você sabe aprender brincando. Um pequeno projeto como esse pode ser mais incrível para as crianças.

Etapa 6: Conclusão

Se você tem se perguntado para conhecer o mundo do Raspberry Pi, pode se surpreender fazendo uso dos fundamentos da eletrônica, codificação, design, soldagem e tudo o mais. Neste processo, pode haver alguns projetos que podem ser fáceis, enquanto alguns podem testá-lo, desafiá-lo. Mas você pode criar um caminho e aperfeiçoá-lo, modificando e fazendo uma criação sua. Para sua ajuda, temos um tutorial em vídeo incrível no YouTube que pode ajudar na sua exploração e para maiores explicações de todos os aspectos do projeto. Esperamos que você ache isso incrível e útil. Por favor, responda-nos para quaisquer alterações.