Đo nhiệt độ và độ ẩm bằng HDC1000 và Raspberry Pi: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

HDC1000 là cảm biến độ ẩm kỹ thuật số với cảm biến nhiệt độ tích hợp cung cấp độ chính xác đo tuyệt vời ở mức công suất rất thấp. Thiết bị đo độ ẩm dựa trên một cảm biến điện dung mới. Các cảm biến độ ẩm và nhiệt độ được hiệu chuẩn tại nhà máy. Nó hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ -40 ° C đến + 125 ° C đầy đủ.

Trong hướng dẫn này, trình diễn giao diện của mô-đun cảm biến HDC1000 với raspberry pi và lập trình của nó bằng ngôn ngữ python cũng đã được minh họa. Để đọc các giá trị nhiệt độ và độ ẩm, chúng tôi đã sử dụng raspberry pi với bộ điều hợp I2C. Bộ điều hợp I2C này giúp kết nối với mô-đun cảm biến dễ dàng và đáng tin cậy hơn.

Bước 1: Yêu cầu phần cứng:

Các tài liệu mà chúng tôi cần để hoàn thành mục tiêu của mình bao gồm các thành phần phần cứng sau:

1. HDC1000

2. Raspberry Pi

3. Cáp I2C

4. I2C Shield cho raspberry pi

5. Cáp Ethernet

Bước 2: Kết nối phần cứng:

Phần kết nối phần cứng về cơ bản giải thích các kết nối dây cần thiết giữa cảm biến và pi raspberry. Đảm bảo các kết nối chính xác là điều cần thiết cơ bản trong khi làm việc trên bất kỳ hệ thống nào để có kết quả đầu ra mong muốn. Vì vậy, các kết nối cần thiết như sau:

HDC1000 sẽ hoạt động trên I2C. Đây là sơ đồ đấu dây ví dụ, minh họa cách đấu dây cho từng giao diện của cảm biến.

Ngoài ra, bo mạch được định cấu hình cho giao diện I2C, vì vậy, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng kết nối này nếu bạn không có kiến thức khác.

Tất cả những gì bạn cần là bốn dây! Chỉ cần bốn kết nối là chân Vcc, Gnd, SCL và SDA và chúng được kết nối với sự trợ giúp của cáp I2C.

Các kết nối này được thể hiện trong các hình trên.

Bước 3: Mã cho phép đo nhiệt độ và độ ẩm:

Lợi thế của việc sử dụng raspberry pi là, cung cấp cho bạn sự linh hoạt của ngôn ngữ lập trình mà bạn muốn lập trình bảng để giao tiếp cảm biến với nó. Khai thác lợi thế này của bảng này, chúng tôi đang chứng minh ở đây nó được lập trình trong python. Bạn có thể tải mã python cho HDC1000 từ cộng đồng GitHub của chúng tôi, đó là Dcube Store.

Cũng như để người dùng dễ dàng sử dụng, chúng tôi cũng giải thích mã ở đây:

Là bước đầu tiên của mã hóa, bạn cần tải xuống thư viện SMBus trong trường hợp python, vì thư viện này hỗ trợ các chức năng được sử dụng trong mã. Vì vậy, để tải thư viện, bạn có thể truy cập liên kết sau:

pypi.python.org/pypi/smbus-cffi/0.5.1

Bạn cũng có thể sao chép mã python đang hoạt động cho cảm biến này từ đây:

nhập khẩu smbus

thời gian nhập khẩu

# Nhận xe buýt I2C

bus = smbus. SMBus (1)

# Địa chỉ HDC1000, 0x40 (64)

# Chọn thanh ghi cấu hình, 0x02 (02)

# 0x30 (48) Nhiệt độ, Độ ẩm được bật, Độ phân giải = 14-bit, Bật sưởi

bus.write_byte_data (0x40, 0x02, 0x30)

# Địa chỉ HDC1000, 0x40 (64)

# Gửi lệnh đo tạm thời, 0x00 (00)

bus.write_byte (0x40, 0x00)

time.sleep (0,5)

# Địa chỉ HDC1000, 0x40 (64)

# Đọc lại dữ liệu, 2 byte

# tạm thời MSB, tạm thời LSB

data0 = bus.read_byte (0x40)

data1 = bus.read_byte (0x40)

# Chuyển đổi dữ liệu

temp = (data0 * 256) + data1

cTemp = (temp / 65536.0) * 165.0 - 40

fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# Địa chỉ HDC1000, 0x40 (64)

# Gửi lệnh đo độ ẩm, 0x01 (01)

bus.write_byte (0x40, 0x01)

time.sleep (0,5)

# Địa chỉ HDC1000, 0x40 (64)

# Đọc lại dữ liệu, 2 byte

# độ ẩm MSB, độ ẩm LSB

data0 = bus.read_byte (0x40)

data1 = bus.read_byte (0x40)

# Chuyển đổi dữ liệu

độ ẩm = (data0 * 256) + data1

độ ẩm = (độ ẩm / 65536.0) * 100.0

# Xuất dữ liệu ra màn hình

in "Độ ẩm tương đối:%.2f %%"% độ ẩm

in "Nhiệt độ tính bằng độ C:%.2f C"% cTemp

in "Nhiệt độ tính bằng F:%.2f F"% fTemp

Phần mã được đề cập bên dưới bao gồm các thư viện cần thiết để thực thi đúng mã python.

nhập khẩu smbus

thời gian nhập khẩu

Mã có thể được thực thi bằng cách nhập lệnh được đề cập bên dưới trong dấu nhắc lệnh.

$> python HDC1000.py gt; python HDC1000.py

Đầu ra của cảm biến cũng được hiển thị trong hình trên để người dùng tham khảo.

Bước 4: Ứng dụng:

HDC1000 có thể được sử dụng trong hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), Bộ điều nhiệt thông minh và Màn hình phòng. Cảm biến này cũng được ứng dụng trong Máy in, Máy đo cầm tay, Thiết bị y tế, Vận chuyển hàng hóa cũng như Kính chắn gió Ô tô.