Температурная система DIY Raspberry Pi с Ubidots: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Система мониторинга температуры предоставляет ценную информацию как в коммерческой, так и в промышленной среде, чтобы уменьшить неэффективность или поддерживать качество продукции и ее качество. Что, если бы я сказал вам, что вы можете контролировать температуру в собственном винном погребе или в семейном аквариуме дома, используя одно и то же устройство. Кроме того, что, если бы я сказал вам, что это же устройство можно было бы использовать для контроля температуры воздуха и жидкостей на вашем заводе? Создатели нашего мира сделали это возможным, и это руководство предназначено для того, чтобы помочь запустить ваши собственные инициативы дома или в производственном цехе.

Это руководство станет вашим учебным пособием по простой самодельной системе контроля температуры, которая также является водонепроницаемой. Используя Raspberry Pi и Ubidots, мы покажем вам, как подключить ваш Pi и отображать в реальном времени показатели вашей температурной системы. Используя Ubidots, вы также можете создавать электронные письма или SMS-сообщения, чтобы гарантировать, что ваша «переменная» (в данном случае температура) остается в пределах набора определенных лимитов, назначенных вами для обеспечения качества и эффективности условий вашей системы.

Для этого проекта мы собираемся использовать водонепроницаемую версию датчика DS18B20 с предварительно подключенным проводом. Что такое 1-Wire? Это протокол связи, который упрощает подключение ваших датчиков IoT, объединяя все кабели в один провод (… ну, на самом деле это три, два - это заземление и подключение питания для энергии, а третий - 1-проводный для передачи данных).

ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Датчик температуры 1-Wire продается в разных версиях; один с резистором, встроенным в датчик, а другой - без него. При покупке или настройке оборудования лучше всего убедиться, что ваши устройства и датчики совместимы, прежде чем переходить к дальнейшему изучению этого руководства.

Шаг 1. Требования

• Модель Raspberry Pi 3 (уже настроена)
• Датчик температуры OneWire - DS18B20
• Учетная запись Ubidots - или - Лицензия STEM

Шаг 2: Настройка проводки

Как упоминалось ранее, датчик температуры OneWire продается с различными версиями, содержащими резисторы. В этом руководстве мы проиллюстрируем обе версии - с резистором и без него. Независимо от того, что вы выберете для своей системы, обязательно дважды проверьте правильность подключения на основе приведенных ниже диаграмм и фотографий.

Со встроенным резистором - с разъемом Grove

Следуйте таблице и изображению выше, чтобы правильно подключить датчик температуры OneWire с резистором.

СОВЕТ: Arduberry - это новая кампания на Kickstarter, которая предлагает простой и недорогой способ добавить щиты Arduino на Raspberry Pi. Этот невероятный вариант - простой способ начать подключать датчики Grove с помощью щита Arduino Grove. Для получения дополнительной информации об этом, пожалуйста, обратитесь к кампании:)

Без встроенного резистора - без разъема Grove

Резистор в этой схеме используется в качестве подтяжки для линии передачи данных и должен быть подключен между проводом данных и проводом питания. Это гарантирует, что линия данных находится на определенном логическом уровне, и ограничивает помехи от электрических шумов, если наш вывод остался плавающим.

Используйте резистор 4,7 кОм (или 10 кОм) и следуйте приведенной выше схеме для правильного подключения. Обратите внимание, что в Raspberry Pi подключены те же контакты, что и в таблице.

Шаг 3: Настройка датчика

1. Подключив Raspberry Pi к Интернету, проверьте IP-адрес, назначенный для доступа к плате, с помощью ssh в терминале вашего компьютера:

ssh pi @ {IP_Address_assigned}

Если вы еще не настроили учетные данные своего Raspberry Pi, обратите внимание, что вам придется использовать предоставленные учетные данные по умолчанию:

• имя пользователя: пи
• пароль: малина

Когда ваш пи настроен и подключен правильно, пользователь вашего терминала будет указан как: pi @ raspberrypi

2. Теперь давайте обновим несколько пакетов и установим pip, менеджер пакетов Python. Скопируйте и вставьте приведенные ниже команды в свой терминал и нажимайте "ввод" после каждой, чтобы запустить команды.

обновление sudo apt-get> обновление sudo apt-get

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

3. Затем установите библиотеку запросов, которая является популярной библиотекой Python, которая упрощает выполнение HTTP-запросов. Скопируйте и вставьте приведенные ниже команды в свой терминал и нажмите «ввод», чтобы запустить команду.

Запросы на установку $ pip

4. Raspberry Pi оснащен рядом драйверов для взаимодействия. В этом случае, чтобы иметь возможность загрузить драйвер датчика 1-Wire на контакты GPIO, мы должны использовать эти два драйвера ниже. Таким образом, эти драйверы хранятся как загружаемые модули, и команда modprobe используется для их загрузки в ядро Linux, когда это необходимо.

Выполните следующие команды:

$ sudo modprobe w1-gpio> $ sudo modprobe w1-therm

5. Теперь нам нужно изменить каталог на папку с нашим устройством 1-Wire и перечислить устройства, чтобы убедиться, что наш датчик загрузился правильно. Скопируйте и вставьте приведенные ниже команды в свой терминал и нажимайте "ввод" после каждой, чтобы запустить команды.

$ cd / sys / bus / w1 / devices /> $ ls

На данный момент ваш датчик уже собран и подключен, и его следует указать в виде набора цифр и букв. В нашем случае устройство зарегистрировано как 28-00000830fa90, но в вашем случае будет другой набор букв и цифр, поэтому замените наш серийный номер своим собственным и запустите команду.

$ cd 28-00000830fa90

Датчик периодически записывает в файл w1_slave, чтобы прочитать датчик температуры, выполните следующую команду:

$ cat w1_slave

Эта команда покажет вам две строки текста с выводом t =, показывающим температуру в градусах Цельсия. Обратите внимание, что десятичная точка должна быть помещена после первых двух цифр (это предусмотрено в окончательном коде - не беспокойтесь); например, полученная нами температура составляет 29 500 градусов по Цельсию.

Теперь, когда вы можете снимать показания температуры, пришло время опубликовать их в Ubidots!

Шаг 4: Отправка данных в Ubidots для визуализации

Пришло время писать код!:) Создайте и запустите скрипт Python в терминале вашего компьютера:

$ nano onewire_temp_ubidots.py

Затем вставьте и сохраните следующий код в свой терминал: Нажмите здесь, чтобы получить код

Обязательно замените серийный номер 28-00000830fa90 своим и назначьте токен своей учетной записи Ubidots в URL-адресе запроса. Если вы не знаете, как получить свой токен Ubidots, обратитесь за помощью к статье ниже:

Найдите свой ТОКЕН в своей учетной записи Ubidots

Теперь протестируем скрипт. Вставьте и запустите приведенный ниже сценарий в терминале вашего компьютера.

Python onewire_temp_ubidots.py

Если он работает правильно, вы увидите новое устройство в своей учетной записи Ubidots с двумя переменными: temp_celsius и temp_fahrenheit.

Шаг 5: Необязательные шаги: переименуйте устройство и переменные

Имена создаваемых переменных совпадают с именами ярлыков API, которые являются идентификаторами, используемыми API. Это не означает, что их имена нельзя изменить, поэтому рекомендуется изменить имена ваших устройств и переменных, чтобы сделать их более удобными для вашей номенклатуры. Чтобы узнать, как переименовать имена переменных, см. Ниже:

Как настроить имя устройства и имя переменной

Вы также можете добавлять и настраивать единицы измерения каждой переменной из вашего списка опций.

Как вы можете видеть выше, мы присвоили каждой переменной разные единицы измерения, а также присвоили более понятные имена, чтобы соответствовать номенклатуре наших проектов. Это настоятельно рекомендуется пользователям, которым требуется развертывание сотен или устройств.

Шаг 6: Настройка события

Событие (или предупреждение) - это любое действие, инициируемое, когда данные соответствуют правилу проектирования или превышают его. Например, сообщение электронной почты или SMS может быть отправлено в любое время, когда датчик перестает отправлять данные или температура превышает максимальный или минимальный порог.

Чтобы создать мероприятие, ознакомьтесь со статьей ниже:

События: создание события текстового сообщения (SMS, электронная почта и Telegram)

Шаг 7: Результат

Всего за несколько минут вы создали простую систему контроля температуры своими руками. Теперь разместите датчики там, где это необходимо, и начните отслеживать температуру со своего устройства уже сегодня!

Удачного взлома:)