Постройте график данных DHT11 с помощью Raspberry Pi и Arduino UNO: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

В этом руководстве объясняется, как я строю данные датчика температуры DHT11 с помощью Arduino Uno и Raspberry Pi. В этом датчик температуры подключен к Arduino Uno, а Arduino Uno последовательно подключен к Raspberry Pi. На стороне Raspberry Pi для построения графиков используются библиотеки matplotlib, numpy и drawnow.

Шаг 1. Вещи, необходимые для проекта

1. Raspberry Pi

2. Arduino Uno

3. Датчик температуры DHT11

4. Проволочные перемычки.

5. Макетная плата

Шаг 2: Загрузите и установите Arduino IDE в Raspberry Pi

Примечание: - Вы можете использовать Arduino IDE для Windows, Linux или Mac для загрузки скетча в Arduino UNO.

Первый шаг - установить Arduino IDE для этого открытого браузера в Raspberry Pi и открыть ссылку, приведенную ниже.

Arduino Предыдущая IDE

Затем загрузите версию Linux для ARM и извлеките ее с помощью команды

tar -xf имя файла

После распаковки вы увидите новый каталог. Здесь я использую IDE arduino-1.8.2. Затем перейдите в каталог с помощью команды.

cd arduino-1.8.1

Чтобы запустить Arduino IDE, используйте эту команду в каталоге arduino-1.8.2

./arduino

Как использовать библиотеки

Чтобы установить любые библиотеки в Arduino, просто загрузите библиотеку и вставьте в папку arduino 1.8.2 ==> библиотеки.

ПРИМЕЧАНИЕ: - Убедитесь, что в папке библиотеки нет (-), например (датчик DHT). Если есть (-), переименуйте его.

в этом руководстве мы будем использовать две библиотеки: DHT_Sensor и Adafruit_Sensor.

Шаг 3: Код для Arduino

Теперь давайте поговорим между Python и Arduino. Во-первых, нам нужна простая программа, чтобы Arduino отправлял данные через последовательный порт. Следующая программа представляет собой простую программу, которая будет иметь счетчик Arduino и отправлять данные в последовательный порт.

Код Arduino

#include "DHT.h" float tempC; // Переменная или удерживаемая температура в C float tempF; // Переменная для выдержки температуры в F float влажность; // Переменная для показания давления удержания

#define DHTPIN 7 // к какому цифровому выводу мы подключены

#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11

// # определение DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321

// # определение DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)

// Инициализируем датчик DHT.

DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);

void setup () {Serial.begin (115200); // включаем серийный монитор

dht.begin (); // инициализировать dht}

пустой цикл () {tempC = dht.readTemperature (); // Обязательно объявите свои переменные

влажность = dht.readHumidity (); // Считываем влажность

Serial.print (tempC);

Serial.print (",");

Серийный отпечаток (влажность);

Serial.print ("\ n"); // для новой строки (2000); // Пауза между чтениями. }

После того, как скетч скомпилирован, выберите плату и порт и загрузите его.

Шаг 4: Настройте Raspberry Pi

После загрузки кода установите несколько библиотек, чтобы мы могли построить график данных, последовательно поступающих от Arduino Uno.

1. PySerial - это библиотека, которая обеспечивает поддержку последовательных соединений на множестве различных устройств. Для его установки используйте команду.

Sudo apt-get install python-serial

2. Numpy - это пакет, который определяет объект многомерного массива и связанные с ним быстрые математические функции. Он также предоставляет простые процедуры для линейной алгебры и БПФ (быстрое преобразование Фурье) и сложную генерацию случайных чисел. Вы можете установить его разными способами, используя пакет apt или pip. Здесь я устанавливаю, используя pip, для этого сначала мы должны установить pip

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

sudo pip установить numpy

или если вы хотите использовать пакет apt

sudo apt установить python-numpy

3. Matplotlib - это библиотека двухмерных графиков, которая предоставляет объектно-ориентированный API для встраивания графиков в приложения с использованием универсальных инструментов графического интерфейса пользователя, таких как Tkinter, wxPython, Qt или GTK +. Для его установки используйте команду

sudo pip установить matplotlib

или

sudo apt install python-matplotlib

4. Drawnow обычно используется для просмотра результатов после каждой итерации, поскольку мы используем «imshow» в MATLAB. Для его установки используйте команду

sudo pip install drawow

Шаг 5: Python Scipt

Следующим шагом будет написание скрипта на Python, для которого вы можете использовать любой редактор.

1. Постройте данные на одном графике

import serial # import Serial Library

import numpy # Импортировать numpy

импортировать matplotlib.pyplot как plt # импортировать библиотеку matplotlib

из оттянутого импорта *

tempC = # Пустой массивhumidity =

arduino = serial. Serial ("/ dev / ttyACM0", 115200)

plt.ion () # интерактивный режим для построения графика live datacount = 0

def makeFig (): # Создать функцию, которая делает желаемый график

plt.ylim (20, 30) # Установить минимальные и максимальные значения y

plt.title ('Real Time DHT11 Data') # Построить заголовок

plt.grid (True) # Включаем сетку

plt.ylabel ('Temp C') # Установить ylabel

plt.plot (tempC, 'b ^ -', label = 'Degree C') # график температуры

plt.legend (loc = 'upper right') # построить легенду

plt2 = plt.twinx () # Создать вторую ось y

plt.ylim (50, 70) # Устанавливаем пределы второй оси y

plt2.plot (влажность, 'g * -', label = 'Humidity') # график данных давления

plt2.set_ylabel ('Humidity') # метка второй оси y

plt2.ticklabel_format (useOffset = False)

plt2.legend (loc = 'верхний левый')

while True: # Цикл while, который повторяется бесконечно

while (arduino.inWaiting () == 0): # Подождите, пока не появятся данные

передать # ничего не делать

arduinoString = arduino.readline ()

dataArray = arduinoString.split (',') # Разбить на массив

temp = float (dataArray [0])

hum = float (dataArray [1])

tempC.append (темп)

влажность.приложение (гул)

нарисованный (makeFig)

plt.pause (.000001)

count = count + 1 if (count> 20): # брать только последние 20 данных, если данных больше, оно появится первым

tempC.pop (0)

влажность.pop (0)

2. Построение графика влажности и температуры отдельно

import serial # import Serial Library

import numpy # Импортировать numpy

импортировать matplotlib.pyplot как plt # импортировать библиотеку matplotlib

из оттянутого импорта *

tempC = # Пустой массив

влажность =

arduino = serial. Serial ("/ dev / ttyACM0", 115200) # Последовательный порт, к которому подключен arduino, и скорость передачи

plt.ion () # Сообщите matplotlib, что вы хотите, чтобы интерактивный режим отображал данные в реальном времени

def CreatePlot (): # Создать функцию, которая делает желаемый график

plt.subplot (2, 1, 1) # Высота, Ширина, Первый график

plt.ylim (22, 34) # Установить минимальные и максимальные значения y

plt.title ('Real Time DHT11 Data') # Построить заголовок

plt.grid (True) # Включаем сетку

plt.ylabel ('Temp C') # Установить метки

plt.plot (tempC, 'b ^ -', label = 'Degree C') # график температуры

plt.legend (loc = 'upper center') # построить легенду

plt.subplot (2, 1, 2) # Высота, Ширина, Второй график

plt.grid (Истина)

plt.ylim (45, 70) # Устанавливаем пределы второй оси y

plt.plot (влажность, 'g * -', label = 'Humidity (g / m ^ 3)') # построить данные о влажности

plt.ylabel ('Humidity (г / м ^ 3)') # метка второй оси y

plt.ticklabel_format (useOffset = False) # для остановки автомасштабирования оси y

plt.legend (loc = 'верхний центр')

while True: # Цикл while, который повторяется бесконечно

while (arduino.inWaiting () == 0): # Ждать здесь, пока не пройдут данные # ничего не делать

arduinoString = arduino.readline () # читать данные из последовательного порта

dataArray = arduinoString.split (',') # Разбить на массив

temp = float (dataArray [0]) # Преобразуйте первый элемент в плавающее число и поместите в temp

hum = float (dataArray [1]) # Преобразуйте второй элемент в плавающее число и вставьте гул

tempC.append (temp) # Создайте наш массив tempC, добавив временное чтение

влажность.append (hum) # Создаем наш массив влажности, добавляя гул чтения

нарисованный (CreatePlot)

plt.pause (.000001)

count = count + 1

if (count> 20): # брать только последние 20 данных, если данных больше, оно появится первым

tempC.pop (0) # вывести первый элемент

влажность.pop (0)

Шаг 6: Принципиальная схема

Ардуино ==> DHT11

3,3 В ==> VCC

GND ==> GND

D7 ==> ВЫХОД