Đọc và vẽ đồ thị dữ liệu cảm biến ánh sáng và nhiệt độ với Raspberry Pi: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Trong Tài liệu hướng dẫn này, bạn sẽ học cách đọc cảm biến ánh sáng và nhiệt độ với bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số raspberry pi và ADS1115 và vẽ biểu đồ bằng cách sử dụng matplotlib. Hãy bắt đầu với các vật liệu cần thiết.

Quân nhu

1. Raspberry pi (bất kỳ cái nào sẽ làm được, mặc dù tôi đang sử dụng số 4)
2. Thẻ MicroSD có cài đặt Raspbian (hướng dẫn hay:
3. Màn hình HDMI và nguồn điện
4. Cáp micro USB
5. Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang kỹ thuật số Adafruit ADS 1115:
6. Dây nhảy
7. cảm biến ánh sáng (LDR)
8. cảm biến nhiệt độ
9. chiết áp x2 (giá trị sẽ là điểm giữa của phạm vi điện trở của cảm biến nhiệt độ và ánh sáng của bạn, chúng tôi sẽ đo sau)
10. Breadboard

Bước 1: Thiết lập Raspberry Pi của bạn

1. Làm theo hướng dẫn này để thiết lập bạn raspberry pi: https://www.raspberrypi.org/help/noobs-setup/2/2. Bật I2C: nhấp vào biểu tượng pi mâm xôi ở phía trên bên trái. Đi tới tùy chọn> cấu hình mâm xôi pi> giao diện> và chọn hộp "bật" trên I2C. Sau đó nhấp vào OK. Bây giờ hãy mở một cửa sổ đầu cuối. Trên loại dòng lệnh:

sudo apt-get nâng cấp

sudo pip3 install adafruit-circuitpython-ads1x15

sudo apt-get install python-matplotlib

Bước 2: Đo ánh sáng và cảm biến nhiệt độ của bạn

Bây giờ chúng ta sẽ cần phải đo điện trở của cảm biến ánh sáng và nhiệt độ. Lấy một đồng hồ đo vôn khi cài đặt đo điện trở và đo trên các dây dẫn của cảm biến ánh sáng của bạn trong ánh sáng và bóng tối. Ghi lại các giá trị. Bây giờ hãy đo vôn của bạn trên dây dẫn của cảm biến nhiệt độ của bạn ở nơi nóng và lạnh (tôi đã sử dụng nước). Ghi lại các giá trị. Chúng tôi sẽ sử dụng chúng sau trong mạch của chúng tôi.

Bước 3: Nối dây mạch của bạn

1. Tập hợp các vật liệu được liệt kê trong danh sách vật tư. Đối với chiết áp, hãy sử dụng giá trị là giá trị trung bình của các mức cao và thấp (sáng và tối, nóng và lạnh).

(cao- thấp) / 2

2. Theo sơ đồ mạch điện trên:

1. Kết nối SDA trên bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số sang SDA trên pi
2. Kết nối SCL trên bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số sang SCL trên pi
3. Kết nối VDD trên bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số thành 3.3v trên pi
4. Kết nối GND trên bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số với mặt đất trên pi
5. Kết nối phần còn lại của các thành phần theo sơ đồ mạch.

Bước 4: Mã

1. Nhập thiết bị đầu cuối:

nano digital.py

2. Dán mã tôi có bên dưới hoặc trên Github vào trình soạn thảo văn bản sẽ xuất hiện.

nhập matplotlib.pyplot dưới dạng plt

import numpy as np import board import busio import time import adafruit_ads1x15.ads1115 as ADS from adafruit_ads1x15.analog_in import AnalogIn i2c = busio. I2C (board. SCL, board. SDA) ads = ADS. ADS1115 (i2c) x = 0 light = AnalogIn (ads, ADS. P0) temp = AnalogIn (ads, ADS. P1) X1 = X2 = Y1 = Y2 = plt.ylim (-50, 1000) plt.plot (X1, Y1, label = "light", color = '# 0069af') plt.plot (X2, Y2, label = "Temp", color = '# ff8000') plt.xlabel ('Thời gian (phút)') plt.ylabel (' Cấp độ ') plt.title (' Ánh sáng và nhiệt độ theo thời gian ') plt.legend () trong khi Đúng: x + = 5 Y1.append (light.value / 30) X1.append (x) Y2.append (temp.value / 3) X2.append (x) plt.plot (X1, Y1, label = "light", color = '# 0069af') plt.plot (X2, Y2, label = "Temp", color = '# ff8000') plt.pause (300)

3. Bây giờ nhấn CTRL + X để thoát, nhấn y để lưu, sau đó nhấn enter.

Chạy chương trình của bạn bằng cách nhập vào thiết bị đầu cuối:

sudo python3 digital.py

4. Điều chỉnh chiết áp để biểu đồ hiển thị một loạt các giá trị. Thử chiếu đèn vào cảm biến và tắt đèn trong phòng để đảm bảo rằng biểu đồ hiển thị nhiều giá trị.

Nếu một trong hai giá trị giảm xuống dưới đáy, hãy thử giảm ước số tương ứng (dòng 29 và 31).

Nếu một trong hai giá trị nằm trên đầu, hãy thử tăng ước số tương ứng (dòng 29 và 31).

Bước 5: Khắc phục sự cố

1. Kiểm tra kỹ tất cả các kết nối so với sơ đồ mạch

2. Phát hiện I2C - Sẽ hiển thị cho bạn tất cả các thiết bị được kết nối thông qua i2c:

Nhập thiết bị đầu cuối:

sudo apt-get install i2c-tools

sudo i2cdetect - y 1