Ինչպես օգտագործել Raspberry Pi-ը զգայական գլխարկով ջերմաստիճանը վերահսկելու համար

Ստեղծեք Raspberry Pi ջերմաստիճանի մոնիտոր՝ օգտագործելով Sense HAT և ցուցադրեք կանոնավոր ընթերցումներ իր LED մատրիցով:

Կան մի քանի եղանակներ, որոնցով դուք կարող եք վերահսկել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը Raspberry Pi-ի մեկ տախտակով համակարգչի միջոցով, հավանաբար որպես եղանակային կայանի տեղադրման մաս: Թեև դուք կարող եք օգտագործել արտաքին սենսոր, որը միացված է Raspberry Pi-ի GPIO կապանքներին, այստեղ մենք կբացատրենք, թե ինչպես վերահսկել ջերմաստիճանը Raspberry Pi-ով, որը հագեցած է Sense HAT-ով:

Ի՞նչ է «Սենս» գլխարկը:

Պաշտոնական Raspberry Pi HAT (Hardware Attached on Top) հավելյալ տախտակ, որը նախագծվել և արտադրվել է Raspberry Pi ընկերության կողմից, Sense HAT-ն ի սկզբանե ստեղծվել է Միջազգային տիեզերակայանում գտնվող տիեզերագնացների կողմից օգտագործելու համար: 2015 թվականից ի վեր երկու Raspberry Pi համակարգիչներ, որոնք հագեցած են Sense HAT-ով, օգտագործվել են գիտափորձերում, որոնք նախագծվել են դպրոցականների կողմից, ովքեր մասնակցել են ընթացիկ Astro Pi մարտահրավերին։ Տեսախցիկ.

Թեև այն չունի հատուկ արծաթյա պատյան, որը նախատեսված է տիեզերքում օգտագործելու համար, ստանդարտ Sense HAT տախտակն ունի ճիշտ նույն գործառույթը: Համատեղելի է Raspberry Pi-ի ցանկացած մոդելի հետ, որն ունի 40 փին GPIO վերնագիր, այն ունի մի շարք ցուցիչներ, որոնք թույլ են տալիս վերահսկել շրջակա միջավայրը և նաև հայտնաբերել սեփական կողմնորոշումն ու շարժումը: Բացի այդ, այն ունի 8x8 RGB LED մատրիցա՝ տեքստ, տվյալներ և պատկերներ ցուցադրելու համար: Կա նաև մինի հինգակողմանի ջոյսթիկ:

Sense HAT զգայական ֆունկցիաների ամբողջական զանգվածը հետևյալն է.

  • Խոնավություն. STMicro HTS221 սենսոր՝ 0-ից 100% հարաբերական խոնավության միջակայքով, գումարած ջերմաստիճանի 32°F-ից մինչև 149°F (0°C-ից 65°C ± 2°C):
  • Բարոմետրիկ ճնշում. STMicro LPS25HB սենսոր՝ 260-ից 1260 հՊա միջակայքով, գումարած ջերմաստիճանի 59°F-ից մինչև 104°F (15°C-ից մինչև 40°C ±0,5°C):
  • Ջերմաստիճանը. Սա կարելի է կարդալ խոնավության կամ ճնշման սենսորից կամ չափել՝ երկու ցուցանիշների միջինը վերցնելով:
  • Գիրոսկոպ. STMicro LSM9DS1 IMU-ն կարող է չափել Sense HAT-ի պտույտը Երկրի մակերեսի նկատմամբ (և որքան արագ է այն պտտվում):
  • Արագացուցիչ. IMU-ի մեկ այլ գործառույթ, որը կարող է չափել արագացման ուժը մի քանի ուղղություններով:
  • Magnetometer. Երկրի մագնիսական դաշտը զգալով, IMU-ն կարող է որոշել մագնիսական հյուսիսի ուղղությունը և այդպիսով տալ կողմնացույցի ընթերցում:

Այժմ, երբ դուք հասկացաք, թե ինչ կարող է անել այս բազմաֆունկցիոնալ Raspberry Pi HAT-ը, ժամանակն է սկսել նախագիծը:

Քայլ 1. Տեղադրեք Sense HAT-ը

Sense HAT-ը միացնելու համար նախ համոզվեք, որ ձեր Raspberry Pi-ն անջատված է և անջատված է հոսանքից: Այնուհետև զգուշորեն սեղմեք Sense HAT-ը (դրա մատակարարված սև վերնագրի երկարացնողը տեղադրված է) Raspberry Pi-ի 40-փին GPIO վերնագրի վրա, որպեսզի Sense HAT տախտակը տեղադրվի Raspberry Pi-ի վրա: Համոզվեք, որ բոլոր քորոցները ճիշտ շարված են, և երկու տողերը միացված են: Դուք կարող եք նաև օգտագործել պտուտակով ներդիր՝ այն ապահովելու համար:

Դուք կարող եք օգտագործել Raspberry Pi-ի ցանկացած ստանդարտ մոդել, որն ունի 40 փին GPIO վերնագիր: Raspberry Pi 400-ի հիմնական սահմանափակումներից մեկն այն է, որ նրա GPIO վերնագիրը գտնվում է ինտեգրված ստեղնաշարի հետևի մասում: Սա նշանակում է, որ Sense HAT-ը կդիմի դեպի հետևը, այնպես որ դուք կարող եք օգտագործել GPIO երկարացման մալուխը այն միացնելու համար:

Քայլ 2. Տեղադրեք Raspberry Pi-ը

Ինչպես ցանկացած այլ նախագծի դեպքում, դուք պետք է միացնեք USB ստեղնաշարն ու մկնիկը, այնուհետև ձեր Raspberry Pi-ն միացնեք մոնիտորին կամ հեռուստացույցին: Դուք նաև պետք է ունենաք microSD քարտ, որը տեղադրված է ստանդարտ Raspberry Pi OS-ով, եթե դա արդեն չեք արել, ստուգեք, թե ինչպես տեղադրել օպերացիոն համակարգ Raspberry Pi-ի վրա: Այնուհետև դուք պատրաստ եք միացնել հոսանքը:

Որպես այլընտրանք, դուք կարող եք օգտագործել ձեր Raspberry Pi-ն Sense HAT-ով առանց գլխի ռեժիմում, առանց մոնիտորի միացված և հեռակա կարգով միանալ Raspberry Pi-ին՝ օգտագործելով SSH այլ համակարգչից կամ սարքից: Եթե դա անեք, դուք չեք կարողանա օգտագործել Thonny Python IDE-ը, գնելը դեռ կարող է խմբագրել ծրագրերը, օգտագործելով նանո տեքստային խմբագրիչը և գործարկել դրանք հրամանի տողից:

Sense HAT որոնվածը պետք է տեղադրվի լռելյայն: Կրկնակի ստուգելու համար բացեք Տերմինալի պատուհանը և մուտքագրեք՝

sudo apt install sense-hat

Այնուհետև, եթե փաթեթը նոր է տեղադրվել, վերագործարկեք Raspberry Pi-ը.

sudo reboot

Քայլ 3. Սկսեք ծրագրավորումը Python-ում

Թեև դուք կարող եք օգտագործել Raspberry Pi Sense HAT-ը Scratch բլոկների վրա հիմնված ծրագրավորման լեզվով, մենք կօգտագործենք Python-ը՝ կարդալու և ցուցադրելու դրա սենսորային ընթերցումները:

Thonny IDE-ը (ինտեգրված զարգացման միջավայր) Raspberry Pi-ի վրա Python ծրագրավորում կատարելու լավ միջոց է, քանի որ այն ունի բազմաթիվ ֆունկցիոնալություններ, ներառյալ օգտակար վրիպազերծման գործառույթները: Raspberry Pi OS-ի աշխատասեղանի միջերեսային միջերեսում անցեք Մենյու (վերևի ձախ ազնվամորու պատկերակը) > Ծրագրավորում > Thonny IDE այն գործարկելու համար:

Քայլ 4. Վերցրեք ջերմաստիճանի չափում

Thonny IDE-ի հիմնական պատուհանում մուտքագրեք կոդի հետևյալ տողերը.

from sense_hat import SenseHat
sense = SenseHat()
sense.clear()
temp = sense.get_temperature()
print(temp)

Առաջին տողը ներմուծում է SenseHat դասը sense_hat Python գրադարանից (որը նախապես տեղադրված է Raspberry Pi OS-ում): Սա այնուհետև նշանակվում է sense փոփոխականին: Երրորդ տողը մաքրում է Sense HAT-ի LED մատրիցը:

Այնուհետև մենք վերցնում ենք ջերմաստիճանի ցուցանիշը և տպում այն Thonny IDE-ի Shell տարածքում: Սա Ցելսիուսի աստիճաններով է, այնպես որ դուք կարող եք նախ այն փոխարկել Ֆարենհայթի.

temp = (sense.get_temperature() * 1.8 + 32)

Ջերմաստիճանի ցուցիչի ընթերցումը տասնորդական կետից հետո կունենա մի քանի նիշ: Այսպիսով, մենք կօգտագործենք round ֆունկցիան, որպեսզի այն կլորացնենք մեկ տասնորդական տեղ:

temp = round(temp, 1)

sense.get_temperature() ֆունկցիան կարդում է խոնավության սենսորի մեջ ներկառուցված ջերմաստիճանի ցուցիչը: Որպես այլընտրանք, դուք կարող եք ջերմաստիճանի չափումներ կատարել ճնշման սենսորից sense.get_temperature_from_pressure()-ով կամ նույնիսկ վերցնել երկու ցուցանիշները և հաշվարկել միջին միջինը (ավելացնելով դրանք և բաժանելով երկուսի):

Քայլ 5. Ցույց տալ ջերմաստիճանը Sense HAT-ի վրա

Python Shell-ում ջերմաստիճանի մեկ ցուցանիշ տպելը մի փոքր ձանձրալի է, ուստի փոխարենը եկեք կանոնավոր կերպով նոր ընթերցումներ կատարենք և ցուցադրենք Sense HAT-ի RGB LED մատրիցով: Ոլորվող տեքստային հաղորդագրություն ցուցադրելու համար մենք օգտագործում ենք show_message ֆունկցիան: Մենք նաև կօգտագործենք while. True հանգույցը, որպեսզի շարունակենք նոր ընթերցումներ կատարել յուրաքանչյուր 10 վայրկյանը մեկ, որի համար մենք օգտագործում ենք քնի ֆունկցիան ժամանակից: > գրադարան:

Ահա ամբողջական ծրագիրը.

from sense_hat import SenseHat
from time import sleep
sense = SenseHat()
sense.clear()
while True:
 temp = (sense.get_temperature() * 1.8 + 32)
 temp = round(temp, 1)
 message = "Temp: " + str(temp)
 sense.show_message(message)
 sleep (10)

Գործարկեք այս կոդը և կտեսնեք, որ ջերմաստիճանի յուրաքանչյուր նոր ընթերցում պտտվում է LED մատրիցով: Փորձեք փչել Sense HAT-ի վրա՝ տեսնելու, թե արդյոք ջերմաստիճանը փոխվում է:

Ջերմաստիճանի ցուցումների վրա կարող է ազդել Raspberry Pi-ի պրոցեսորից անմիջապես ներքևում փոխանցվող ջերմությունը, ուստի ավելի ճշգրիտ ցուցանիշ ստանալու համար կարող է անհրաժեշտ լինել ճշգրտում: Մեկ այլ լուծում է stacking header-ի օգտագործումը՝ Sense HAT-ը Raspberry Pi-ից ավելի բարձր բարձրացնելու համար:

Օգտագործեք Raspberry Pi՝ ջերմաստիճանը վերահսկելու համար

Թեև այս նախագծի համար փոխարենը կարող եք օգտագործել առանձին ջերմաստիճանի սենսոր, Sense HAT-ը հեշտացնում է ջերմաստիճանը վերահսկելը ձեր Raspberry Pi-ի միջոցով: Դուք կարող եք նաև օգտագործել այն՝ վերցնելու սենսորների մի շարք այլ ընթերցումներ, ինչպիսիք են բարոմետրիկ ճնշումը և հարաբերական խոնավությունը, և դրանք ցուցադրելու իր LED մատրիցով: