Monitoramento de temperatura no Raspberry Pi

Visão geral

O Raspberry Pi é um pequeno computador de placa única (SBC) desenvolvido aqui no Reino Unido pela Raspberry Pi Foundation. Ele roda várias versões do Linux em ARM e tem um conjunto de pinos de I / O que você pode usar para conectar componentes externos como sensores, botões etc. O Raspberry Pi infelizmente não tem um conversor analógico para digital integrado, então não podemos usar um sensor de temperatura analógico como o TMP36 que funciona muito bem com o Arduino, a alternativa é usar um sensor de temperatura digital.

Peças

Raspberry Pi
Sensor de temperatura DS18B20
Resistor de 4,8k Ohm
Placa de prototipagem
Pi Cobbler
Tábua de pão de tamanho médio
Conjunto de fios de ligação

Design básico

Hardware

No projeto básico, tudo o que precisamos é Raspberry Pi, sensor de temperatura DS18B20, resistor de 4,8k Ohm, Pi Cobbler, placa de ensaio de meio tamanho e fios de jumper. Tudo será inserido na placa de ensaio para facilitar o teste e o design.

Diagrama de fiação

Os sensores são bastante únicos, pois podem ser ligados em paralelo e quantos sensores desejar podem ser adicionados ao sistema. Os sensores se comunicam usando uma interface serial de fio único e, se você estiver usando o Rasbian no Raspberry Pi, ele identificará os sensores como dispositivos seriais conectados. No entanto, o sensor deve ser conectado ao pino 4 no GPIO, pois este é o único pino que (atualmente) permite a comunicação usando o protocolo serial de um fio.

Você pode usar este diagrama do guia da Adafruit sobre a configuração do sensor de temperatura DS18B20 para o Raspberry Pi para uma compreensão mais fácil ao conectar tudo junto.

DS18B20

Você pode comprar o DS18B20 em três formas, um componente tipo transistor normal está disponível, uma versão à prova d'água com um cabo longo conectado e uma versão para alta temperatura.

Todos os três DS18B20 incluem a interface serial especial de 1 fio, bem como a lógica de controle e o próprio sensor de temperatura. Ele envia as medições digitais para o Raspberry Pi e dependendo da sua distribuição, a versão mais recente do Raspbian inclui uma maneira de ler essas mensagens sem um trabalho extra. Se você tem tudo conectado, pode testá-lo na linha de comando usando os comandos abaixo.
sudo modprobe w1-gpio <br /> <br /> sudo modprobe w1-therm <br /> <br /> cd / sys / bus / w1 / devices <br /> <br /> ls <br /> <br /> cd 28-xxxx (mude para corresponder ao seu) <br /> <br /> cat w1_slave 123456sudo modprobe w1 – gpiosudo modprobe w1 – thermcd / sys / bus / w1 / deviceslscd 28 – xxxx (altere para corresponder ao seu) cat w1_slave
Digite os comandos que você vê acima em uma janela de terminal. Navegue até o diretório '/ sys / bus / s1 / devices', nos comandos acima do comando 'cd' ele define o diretório começando com '28 - 'Ele pode ter um nome diferente em seu sistema, pois é baseado no serial do DS18B20 número, então cd para o nome de qualquer diretório que esteja lá.

A resposta terá SIM ou NÃO no final da primeira linha. Se for sim, então a temperatura estará no final da segunda linha, em 1/000 graus C.

Software

Uma vez que o circuito foi montado, agora precisamos escrever o programa para ler os dados de temperatura do sensor. No projeto básico, o programa lerá os dados a cada segundo e exibirá a leitura para stdout no terminal.

A linguagem de software que vamos usar para ler os dados do sensor de temperatura DS18B20 é Python. Adicione a um arquivo e salve como ‘temp_logger_basic.py’
import os <br /> <br /> import glob <br /> <br /> tempo de importação </p> <br /> <p> os.system ('modprobe w1-gpio') <br /> <br /> os.system ('modprobe w1-therm') </p> <br /> <p> base_dir ='/ sys / bus / w1 / devices /' <br /> <br /> device_folder =glob.glob (base_dir + '28 * ') [0] <br /> <br /> device_file =device_folder + '/ w1_slave' </p> <br /> <p> def read_temp_raw ():<br /> <br /> f =open (device_file, 'r') <br /> <br /> linhas =f.readlines () <br /> <br /> f.close () <br /> <br /> retornar linhas </p> <br /> <p> def read_temp ():<br /> <br /> linhas =read_temp_raw () <br /> <br /> enquanto linhas [0] .strip () [- 3:]! ='SIM':<br /> <br /> tempo.sono (0,2) <br /> <br /> linhas =read_temp_raw () <br /> <br /> equals_pos =linhas [1] .find ('t =') <br /> <br /> if equals_pos! =-1:<br /> <br /> temp_string =lines [1] [equals_pos + 2:] <br /> <br /> temp_c =float (temp_string) / 1000,0 <br /> <br /> temp_f =temp_c * 9.0 / 5,0 + 32,0 <br /> <br /> return temp_c, temp_f </p> <br /> <p> enquanto True:<br /> <br /> print (read_temp ()) <br /> <br /> time.sleep (1) 1234567891011121314151617181920212223242526272829303132import osimport globimport timeos.system ('modprobe w1-gpio') os.system ('modprobe w1-therm') base_dir ='/ sys / bus / w1 / devices /' device_folder +28 'globdir ) [0] device_file =device_folder + '/ w1_slave'def read_temp_raw ():f =open (device_file,' r ') lines =f.readlines () f.close () return linesdef read_temp ():lines =read_temp_raw () enquanto as linhas [0] .strip () [- 3:]! ='SIM':time.sleep (0,2) linhas =read_temp_raw () equals_pos =linhas [1] .find ('t =') se equals_pos! =- 1:temp_string =lines [1] [equals_pos + 2:] temp_c =float (temp_string) / 1000.0 temp_f =temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0 return temp_c, temp_fwhile True:print (read_temp ()) time.sleep (1)
No topo do programa, incluímos módulos que usaremos no script, em seguida, ele passa a emitir os comandos ‘modprobe’ necessários para iniciar a interface. As próximas três linhas localizam o arquivo a partir do qual os dados podem ser lidos.

Existem duas funções que lidam com a leitura da temperatura, ‘read_temp_raw’ busca as duas linhas da mensagem da interface. A função ‘read_temp’ retorna dois valores, a temperatura em Celsius e a temperatura em Fahrenheit a cada segundo.

Aqui está uma saída do script.
sculley @ berry:/ usr / local / temperature / $ sudo python ./temp_logger_basic.py <br /> <br /> (18.875, 65.975) <br /> <br /> (18.875, 65.975) <br /> <br /> (18.875, 65.975) <br /> <br /> (18.875, 65.975 ) <br /> <br /> (18.875, 65.975) <br /> <br /> (18.875, 65.975) <br /> <br /> (18.875, 65.975) <br /> <br /> (18.875 , 65.975) 123456789sculley @ berry:/ usr / local / temperature / $ sudo python ./temp_logger_basic.py(18.875, 65.975) (18.875, 65.975) (18.875, 65.975) (18.875, 65.975) (18.875, 65.975) (18.875, 65.975) ( 18,875, 65,975) (18,875, 65,975)
O script precisa ser executado como root, e você também precisa usar o python para chamar o script, pois não adicionamos o shebang do Python no início do script.

Então é isso, você deve ter conectado com sucesso o design básico e escrito o script básico para ler os dados de temperatura do sensor de temperatura DS18B20. Agora podemos avançar para um design mais avançado.

Design avançado

No design avançado, mostrarei a vocês meu design de registrador de temperatura, no qual soldou os componentes em um protetor de PCB que se conecta ao Raspberry Pi e é armazenado dentro de uma pequena caixa preta para esconder tudo, o código roda a cada hora e armazena o dados para um banco de dados MySQL, eu uso isso para exibir os dados em um gráfico do Google, o que torna mais fácil de visualizar.

Hardware

Para o design avançado, precisamos das mesmas peças do básico, exceto o Pi Cobbler (Raspberry Pi, DS18B20 Sensor de temperatura, Resistor de 4,8k Ohm, placa de ensaio de meio tamanho e fios de jumper), mas também precisamos de um PCB, comprei o Raspberry Pi escudo de prototipagem da Adafruit que é ótimo para fazer designs semi-permanentes.



Para mais detalhes:Monitoramento de temperatura no Raspberry Pi