Sensor de temperatura / estação meteorológica: 9 etapas (com imagens)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Crie uma estação meteorológica ou monitor de temperatura usando o sensor digital de temperatura DS1820 muito legal. Eu uso essa configuração para monitorar uma sala de servidor e como uma estação meteorológica. Este projeto consiste em:

• Uma rede de ônibus Dallas 1-Wire
• Interface entre RS-232 e o sistema Dallas 1-Wire
• Sensores de temperatura digitais conectados ao barramento Dallas 1-Wire (DS1820 / DS18s20)
• Configuração de software para coletar e representar graficamente as temperaturas

Atualizado em 2007-11-18 para incluir scripts de gráficos automáticos e imagens de implementações reais deste sistema.

Etapa 1: você precisa

Isso é o que você precisa para fazer uma estação meteorológica ou registrador de temperatura:

• Algumas habilidades do Linux
• Habilidades básicas em eletrônica, soldagem etc.

Componentes

• 1 diodo Zener 6,2 V (1N5234)
• 1 diodo Zener 3,9 V (1N5228)
• 2 diodos Schottky (1N5818)
• 1 resistor de 1,5 k
• 1 terminal de parafuso de 2 pinos
• 1 conector fêmea D-sub 9 com pontos de solda
• 1 pequeno pedaço de perfboard.
• Um ou mais sensores de temperatura digital Dallas Semiconductor DS1820 ou DS18s20
• Cabeamento Cat5
• Tubo retrátil

Etapa 2: construir a interface RS232

Eu gosto de construir o busmaster de 1 fio tão pequeno que possa simplesmente ficar na parte de trás do computador na porta rs232.

Etapa 1) Descubra o quão pequeno você pode torná-lo. Coloque todos os componentes em um perfbaord. Coloque-os com o circuito em mente. Não queremos adicionar nenhum fio na parte inferior do circuito! Veja a imagem. Etapa 2) Corte o perfboard do tamanho certo. Basta arrastar uma faca afiada algumas vezes sobre a fileira de buracos onde deseja cortar. Faça isso nos dois lados e, em seguida, divida-o em dois. Geralmente, ele quebra na linha de falha que você criou. 3) Solde os componentes no lugar. e conecte os pontos de solda para completar o circuito.

Etapa 3: Testar a interface RS232

1) Baixe e instale o digitemp. No Debian e Ubuntu Linux, isso é feito executando `sudo apt-get install digitemp`.2) Conecte um DS1820 ao seu circuito. A perna do meio vai na porta DQ, as outras duas pernas vão no GND3) Conecte o circuito a uma porta rs232 do computador. Eu só cubro fazer isso com o Linux, mas também é possível fazer isso no windows … 4) Se o comando `digitemp` não funcionar, é porque existem várias versões do digitemp.type digitemp e, em seguida, pressione tab para ver todos eles.. digitemp_DS9097 é o correto para este busmaster 1wire. Apenas por uma questão de simplicidade, queremos que o comando seja `digitemp`, não` digitemp_DS9097`.type `sudo ln -s / usr / bin / digitemp_DS9097 / usr / bin / digitemp`5) Como root ou usando sudo: Execute `digitemp -s / dev / ttyS0 -i`. Isso procura sensores na rede 1wire e cria um arquivo de configuração para o digitemp. Se você estiver usando COM2, use -s /dev/ttyS1. Run `digitemp -a` para ler a temperatura do tempsensor conectado. Veja a imagem 6) Faça isso para todos os sensores que você vai usar e anote os endereços para cada um. Quando você tem vários sensores, é bom saber qual é qual.

Etapa 4: Faça os sensores e a rede

Ao conectar sua rede de 1 fio, você deseja usar cabos de rede cat 5.

Tive algumas experiências ruins com o uso de outros cabos e com a combinação de diferentes tipos de cabo. Ao passar por cat5, o barramento de 1 fio pode ter cabos bastante longos. Em uma configuração de estação meteorológica, corro um cat5 de 30 metros de uma sala técnica com um computador Linux e até o telhado. No telhado, o cabo é dividido em 3 cabos de 5 a 15 metros de comprimento com um sensor na extremidade de cada um. Esta configuração funciona perfeitamente. A rede de 1 fio é bastante robusta. Fazendo o sensor: você deseja tornar o sensor à prova d'água e rígido. 1) Corte um cabo Cat 5 no comprimento desejado. 2) Desisole a extremidade do sensor. Corte 3 dos 4 pares, deixando o verde / esbranquiçado. 3) Deslize um pequeno tubo retrátil sobre o fio verde. 4) Solde o fio verde no pino do meio do DS1820 5) Puxe o tubo de contração para cima, de forma que cubra todo o metal da perna do meio e o metal do fio conectado a ele. Em seguida, aqueça-o com um isqueiro ou pistola de ar quente para encolhê-lo no lugar 6) Solde o fio branco / verde nos outros dois pinos. 7) Coloque um tubo retrátil maior sobre o sensor e o cabo. Veja a foto. Em seguida, aqueça suavemente com um isqueiro para encolher no lugar. Você não quer colocar fogo na coisa, apenas segure a chama a 4-10 mm de distância do tubo retrátil. 8) Coloque seus sensores onde quiser, conecte-os à interface RS232 e conecte-os ao seu computador.

Etapa 5: Configuração do software - Aquisição de dados

Agora que instalamos nossos sensores, queremos coletar alguns dados deles. Como root em sua máquina Linux: 1) Execute `digitemp -s / dev / ttyS0 -i -c /etc/digitemp.conf` Isso cria a configuração arquivo digitemp.conf com sensores yoru. Observe a saída para ver o número que os sensores obtêm.2) Verifique a temperatura com `digitemp -aq -c /etc/digitemp.conf`3)Dump os dados de saída em um arquivo. Eu despejo em um arquivo dentro do apaches wwwroot, assim posso acessar a temperatura de qualquer lugar. O comando `digitemp -aq -c /etc/digitemp.conf> / var / www / digitemp.txt` coloca a saída de digitemp no arquivo digitemp.txt4) Automatize este processo: digite `crontab -e`, isso abre as raízes crontab. Type` * * * * * digitemp -aq -c /etc/digitemp.conf> / tmp / digitemp; mv / tmp / digitemp / var / www / digitemp.txt` nesse arquivo e salve-o. Execute `crontab -l` para confirmar que o crontab foi instalado. A razão pela qual estou canalizando a saída para / tmp e depois movendo para / var / www, é que digitemp usa alguns segundos para completar sua execução. Se você tentar acessar a saída enquanto o digitemp estiver em execução, você obterá um arquivo incompleto. Isso pode bagunçar outros scripts que leem dados desse arquivo. (Isso não está incluído na captura de tela, esqueci de fazê-lo) Sua estação meteorológica agora está instalada e funcionando. Use os dados para fazer o que quiser, crie um gráfico, use-os para enviar e-mail em caso de alta / baixa temperatura, etc.

Etapa 6: Configuração do software - Criação de gráficos

Esta é a parte complicada, muitos scripts são necessários aqui.1) Faça um local para colocar os scripts, um local para armazenar as imagens e um local para armazenar os dados `mkdir / etc / tempsensor``mkdir / var / www / temperature``mkdir / var / log / digitemp_rrd`2) Instale o software: Você vai precisar de PHP e RRDtool.`apt-get install rrdtool``apt-get install php` (há muitos pacotes php, instale um com um executável do console) 3) Baixe e instale os scripts responsáveis por fazer os gráficos: Baixe tempsensor-0.1.tar.gz para sua máquina linux.`tar xvzf tempsensor-0.1.tar.gz``cp -v tempsensor / * / etc / tempsensor`4) Configure os scriptsOpen /etc/tempsensor/config.php e siga os comentários neste arquivo. Altere o script para ler os dados de entrada de "/var/www/digitemp.txt" se você seguiu o exemplo na etapa anterior.5) Automatizar. Adicione uma entrada crontab da mesma maneira que na etapa anterior. O script deve ser executado a cada 5 minutos. As linhas devem ser semelhantes a: `* / 5 * * * * php /etc/tempsensor/logdata.php``*/5 * * * * php /etc/tempsensor/graphdata.php `6) Execute os scripts manualmente para verificar se funciona.php /etc/tempsensor/logdata.phpphp /etc/tempsensor/graphdata.php7)Visite https://your.ip.or.hostname/temperature ou o que você especificou em o arquivo de configuração.

Etapa 7: Implementação 1 - Monitoramento da sala do servidor

Minha primeira implementação desse sistema foi na sala do servidor nos dormitórios dos alunos onde trabalho. Aqui estão algumas fotos para você.

Etapa 8: Implementação 2 - Estação meteorológica

Quando equipei a sala do servidor com sensores de temperatura, simplesmente não pude resistir a colocá-los no telhado também!

A estação meteorológica é um pouco mais complicada do que a sala dos servidores. Há muita interferência externa. O sol pode atingir um sensor, enviando-o de -1 a 30 c em 5 minutos. Resolvi isso usando três sensores colocados em pontos que receberiam a luz do sol em horários diferentes durante o dia. Como o calor é o único "ruído" na medição, apenas uso o sensor com a leitura mais baixa em qualquer momento como minha "temperatura externa". Esta temperatura é novamente suavizada pela média dos últimos minutos.

Etapa 9: Implementação 3 - Dormitório do Aluno

Um amigo meu seguiu esta instrução e equipou seu apartamento com sensores de temperatura. Na geladeira, banheiro, computador etc.:)