Temperatuur- en vochtigheidsbewaking met SHT25 en Raspberry Pi - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

We hebben onlangs aan verschillende projecten gewerkt die temperatuur- en vochtigheidsbewaking vereisten en toen realiseerden we ons dat deze twee parameters eigenlijk een cruciale rol spelen bij het inschatten van de werkefficiëntie van een systeem. Zowel op industrieel niveau als op persoonlijke systemen is een optimaal temperatuurniveau een vereiste voor het adequaat functioneren van het systeem.

Dit is de reden dat we in deze tutorial de werking van de SHT25-vochtigheids- en temperatuursensor gaan uitleggen met behulp van raspberry pi. In deze specifieke tutorial wordt de werking ervan gedemonstreerd met behulp van een Java-code.

Hardware die je hiervoor nodig hebt zijn:

1. SHT25

2. Raspberry Pi

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Raspberry Pi

Stap 1: SHT25-overzicht:

Laten we allereerst beginnen met het basisbegrip van de sensor en het protocol waarop deze werkt.

SHT25 I2C-vochtigheids- en temperatuursensor ±1,8%RH ±0,2°C I2C-minimodule. Het is een zeer nauwkeurige vochtigheids- en temperatuursensor die een industriestandaard is geworden op het gebied van vormfactor en intelligentie, en levert gekalibreerde, gelineariseerde sensorsignalen in digitaal, I2C-formaat. Geïntegreerd met een gespecialiseerd analoog en digitaal circuit, is deze sensor een van de meest efficiënte apparaten om de temperatuur en vochtigheid te meten.

Het communicatieprotocol waarop de sensor werkt is I2C. I2C staat voor de inter-geïntegreerde schakeling. Het is een communicatieprotocol waarbij de communicatie plaatsvindt via SDA (seriële data) en SCL (seriële klok) lijnen. Het maakt het mogelijk om meerdere apparaten tegelijkertijd aan te sluiten. Het is een van de eenvoudigste en meest efficiënte communicatieprotocollen.

Stap 2: Wat u nodig heeft…

De materialen die we nodig hebben om ons doel te bereiken, omvatten de volgende hardwarecomponenten:

1. SHT25 vochtigheids- en temperatuursensor

2. Frambozenpi

3. I2C-kabel

4. I2C-schild voor Raspberry Pi

5. Ethernet-kabel

Stap 3: Hardware-aansluiting:

De hardware-aansluitingssectie legt in feite de bedradingsverbindingen uit die nodig zijn tussen de sensor en de Raspberry Pi. Zorgen voor correcte verbindingen is de basisbehoefte bij het werken aan elk systeem voor de gewenste output. De vereiste verbindingen zijn dus als volgt:

• De SHT25 werkt via I2C. Hier is het voorbeeldbedradingsschema, dat laat zien hoe elke interface van de sensor moet worden aangesloten.
• Out-of-the-box, het bord is geconfigureerd voor een I2C-interface, daarom raden we aan om deze aansluiting te gebruiken als je verder agnostisch bent. Alles wat je nodig hebt zijn vier draden!
• Er zijn slechts vier aansluitingen nodig Vcc, Gnd, SCL en SDA-pinnen en deze worden verbonden met behulp van I2C-kabel.

Deze verbindingen worden gedemonstreerd in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 4: Temperatuur- en vochtigheidsbewaking Java-code:

Het voordeel van het gebruik van raspberry pi is dat het u de flexibiliteit biedt van de programmeertaal waarin u het bord wilt programmeren om de sensor ermee te verbinden. Gebruikmakend van dit voordeel van dit bord, demonstreren we hier de programmering ervan in Java. De Java-code voor SHT25 kan worden gedownload van onze github-community, de Dcube Store.

Naast het gemak van de gebruikers leggen we de code hier ook uit:

Als eerste stap van het coderen moet je de pi4j-bibliotheek downloaden in het geval van java, omdat deze bibliotheek de functies ondersteunt die in de code worden gebruikt. Dus om de bibliotheek te downloaden, kunt u de volgende link bezoeken:

pi4j.com/install.html

U kunt hier ook de werkende Java-code voor deze sensor kopiëren:

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importeren;

com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importeren; importeer com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException; public class SHT25 {public static void main (String args ) gooit Exception { // Create I2C bus I2CBus Bus = I2CFactory.getInstance (I2CBus. BUS_1); // Haal I2C-apparaat op, SHT25 I2C-adres is 0x40(64) I2CDevice-apparaat = Bus.getDevice (0x40); // Stuur tempratuurmeetopdracht, NO HOLD master device.write ((byte)0xF3); Draad.slaap(500); // Lees 2 bytes aan gegevens // temp msb, temp lsb byte data = nieuwe byte [2]; apparaat.lezen (gegevens, 0, 2); // Converteer de gegevens dubbel cTemp = (((((data[0] & 0xFF) * 256) + (data[1] & 0xFF)) * 175.72) / 65536.0) - 46.85; dubbele fTemp = (cTemp * 1.8) + 32; // Stuur opdracht voor vochtigheidsmeting, NO HOLD master device.write ((byte)0xF5); Draad.slaap(500); // Lees 2 bytes aan gegevens // vochtigheid msb, vochtigheid lsb device.read (data, 0, 2); // Converteer de data dubbele vochtigheid = (((((data[0] & 0xFF) * 256) + (data[1] & 0xFF)) * 125.0) / 65536.0) - 6; // Voer gegevens uit naar het scherm System.out.printf ("Relatieve vochtigheid: %.2f %% RH %n", vochtigheid); System.out.printf("Temperatuur in Celsius: %.2f C %n", cTemp); System.out.printf("Temperatuur in Farhenheit: %.2f F %n", fTemp); } }

De uitvoer van de code wordt ook getoond in de bovenstaande afbeelding.

De bibliotheek die i2c-communicatie tussen de sensor en het bord mogelijk maakt, is pi4j, de verschillende pakketten I2CBus, I2CDevice en I2CFactory helpen om de verbinding tot stand te brengen.

com.pi4j.io.i2c. I2CBus importeren;

com.pi4j.io.i2c. I2CDevice importeren; importeer com.pi4j.io.i2c. I2CFactory; import java.io. IOException;

Dit deel van de code zorgt ervoor dat de sensor werkt voor temperatuurmeting en vochtigheidsmeting door de respectieve opdrachten te schrijven met behulp van de functie write() en vervolgens worden de gegevens gelezen met behulp van de read()-functie.

apparaat.schrijven((byte)0xF3);

Draad.slaap(500);

// Lees 2 bytes aan gegevens

// temp msb, temp lsb

byte data = nieuwe byte[2];

apparaat.lezen (gegevens, 0, 2);

// Stuur opdracht voor vochtigheidsmeting, NO HOLD master

apparaat.schrijven((byte)0xF5);

Draad.slaap(500);

// Lees 2 bytes aan gegevens

// vochtigheid msb, vochtigheid lsb

apparaat.lezen (gegevens, 0, 2);

Stap 5: Toepassingen:

SHT25 temperatuur- en relatieve vochtigheidssensor heeft verschillende industriële toepassingen zoals temperatuurbewaking, thermische beveiliging van computerrandapparatuur. We hebben deze sensor ook gebruikt in weerstationtoepassingen en in kasmonitoringsystemen.