Kaip naudoti „Raspberry Pi“ temperatūrai stebėti naudojant „Sense HAT“.

Yra keletas būdų, kaip galite stebėti aplinkos temperatūrą naudodami Raspberry Pi vienos plokštės kompiuterį, galbūt kaip oro stoties sąrankos dalį. Nors galite naudoti išorinį jutiklį, prijungtą prie Raspberry Pi GPIO kaiščių, čia paaiškinsime, kaip stebėti temperatūrą naudojant Raspberry Pi su Sense HAT.

Kas yra Sense HAT?

Oficialus Raspberry Pi SKRYBĖLĖ (Hardware Attached on Top) priedo plokštė, sukurta ir pagaminta Raspberry Pi kompanijos, Sense HAT iš pradžių buvo sukurta naudoti astronautams Tarptautinėje kosminėje stotyje. Nuo 2015 m. du „Raspberry Pi“ kompiuteriai su „Sense HAT“ buvo naudojami moksliniuose eksperimentuose, kuriuos sukūrė moksleiviai, dalyvavę šiuo metu. Astro Pi iššūkis Šiuos du įrenginius nuo tada pakeitė atnaujintos versijos, pagrįstos Raspberry Pi 4 ir aprūpintos aukštos kokybės kamera.

Nors joje nėra specialaus sidabro dėklo, skirto naudoti kosmose, standartinė Sense HAT plokštė turi lygiai tokias pačias funkcijas. Suderinamas su bet kokiais

Raspberry Pi modelis su 40 kontaktų GPIO antrašte, jame yra daugybė integruotų jutiklių, leidžiančių stebėti supančią aplinką ir aptikti savo orientaciją bei judėjimą. Be to, jame yra 8x8 RGB LED matrica, skirta tekstui, duomenims ir vaizdams rodyti. Taip pat yra mini penkių krypčių vairasvirtė.

Visas Sense HAT sensorinių funkcijų masyvas yra toks:

• Drėgmė: STMicro HTS221 jutiklis su santykinės drėgmės diapazonu nuo 0 iki 100 % ir temperatūros jutimo nuo 32°F iki 149°F (0°C iki 65°C ± 2°C).
• Barometrinis slėgis: STMicro LPS25HB jutiklis, kurio diapazonas yra nuo 260 iki 1260 hPa ir temperatūros jutimas nuo 59°F iki 104°F (15°C iki 40°C ±0,5°C).
• Temperatūra: Tai galima nuskaityti iš drėgmės ar slėgio jutiklio arba išmatuoti imant abiejų rodmenų vidurkį.
• Giroskopas: STMicro LSM9DS1 IMU gali išmatuoti Sense HAT sukimąsi Žemės paviršiaus atžvilgiu (ir kaip greitai jis sukasi).
• Akselerometras: Kita IMU funkcija, ji gali matuoti pagreičio jėgą keliomis kryptimis.
• Magnetometras: Pajutęs Žemės magnetinį lauką, IMU gali nustatyti magnetinės šiaurės kryptį ir taip pateikti kompaso rodmenis.

Dabar, kai supratote, ką gali padaryti ši daugiafunkcė Raspberry Pi HAT, laikas pradėti projektą.

1 veiksmas: pritvirtinkite Sense HAT

Norėdami prijungti Sense HAT, pirmiausia įsitikinkite, kad Raspberry Pi yra išjungtas ir atjungtas nuo maitinimo. Tada atsargiai stumkite Sense HAT (su pridėtu juodu antraštės plėtikliu) ant Raspberry Pi 40 kontaktų GPIO antraštės, kad Sense HAT plokštė būtų virš Raspberry Pi plokštės. Įsitikinkite, kad visi kaiščiai yra tinkamai išdėstyti ir abi eilutės yra sujungtos. Taip pat galite naudoti užsukamus stovus, kad padėtumėte jį pritvirtinti.

Galite naudoti bet kurį standartinį Raspberry Pi modelį, turintį 40 kontaktų GPIO antraštę. Vienas iš pagrindiniai Raspberry Pi 400 apribojimaiTačiau GPIO antraštė yra integruotos klaviatūros gale. Tai reiškia, kad „Sense HAT“ bus nukreipta atgal, todėl galbūt norėsite jį prijungti naudoti GPIO ilginamąjį kabelį.

2 veiksmas: nustatykite Raspberry Pi

Kaip ir bet kuriame kitame projekte, turėtumėte prijungti USB klaviatūrą ir pelę ir tada prijunkite Raspberry Pi prie monitoriaus ar televizoriaus. Taip pat turėtumėte turėti „microSD“ kortelę su standartine Raspberry Pi OS – jei to dar nepadarėte, patikrinkite kaip įdiegti operacinę sistemą Raspberry Pi. Tada būsite pasiruošę įjungti maitinimą.

Arba galite naudoti Raspberry Pi su Sense HAT be galvos režimu, neprijungę monitoriaus ir Prisijunkite prie Raspberry Pi nuotoliniu būdu naudodami SSH iš kito kompiuterio ar įrenginio. Jei tai padarysite, negalėsite naudoti Thonny Python IDE, vis tiek galite redaguoti programas naudodami nano teksto rengyklę ir paleisti jas iš komandinės eilutės.

„Sense HAT“ programinė įranga turėtų būti įdiegta pagal numatytuosius nustatymus. Norėdami dar kartą patikrinti, atidarykite terminalo langą ir įveskite:

sudo apt install sense-hat

Tada, jei paketas ką tik buvo įdiegtas, iš naujo paleiskite Raspberry Pi:

sudo reboot

3 veiksmas: pradėkite programuoti Python

Nors galite naudoti „Raspberry Pi Sense HAT“ su „Scratch“ blokų programavimo kalba, mes naudosime „Python“, kad skaitytume ir parodytume jutiklio rodmenis.

Thonny IDE (integruota kūrimo aplinka) yra geras būdas atlikti Python programavimą Raspberry Pi, nes jis turi daug funkcijų, įskaitant naudingas derinimo funkcijas. Raspberry Pi OS darbalaukio GUI eikite į Meniu (viršuje kairėje avietės piktograma) > Programavimas > Thonny IDE jį paleisti.

4 veiksmas: išmatuokite temperatūrą

Pagrindiniame Thonny IDE lange įveskite šias kodo eilutes:

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

Pirmoji eilutė importuoja SenseHat klasė iš jausmas_kepurė Python biblioteka (kuri yra iš anksto įdiegta Raspberry Pi OS). Tada tai priskiriama jausmas kintamasis. Trečioji eilutė išvalo Sense HAT LED matricą.

Tada paimame temperatūros rodmenis ir išspausdiname jį Thonny IDE Shell srityje. Tai nurodyta Celsijaus laipsniais, todėl pirmiausia galite konvertuoti į Farenheitą:

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

Temperatūros jutiklio rodmenyse bus keli skaitmenys po kablelio. Taigi mes naudosime apvalus funkcija suapvalinti iki vieno skaičiaus po kablelio:

temp = round(temp, 1)

The sense.get_temperature() funkcija nuskaito temperatūros jutiklį, įmontuotą drėgmės jutiklyje. Arba galite paimti temperatūros rodmenis iš slėgio jutiklio su sense.get_temperature_from_pressure() arba net paimti abu rodmenis ir apskaičiuoti vidutinį vidurkį (juos sudėjus ir padalijus iš dviejų).

5 veiksmas: Parodykite temperatūrą „Sense HAT“.

Vieno temperatūros rodmens spausdinimas „Python Shell“ yra šiek tiek nuobodu, todėl reguliariai atlikime naują rodmenį ir parodykime jį „Sense HAT“ RGB LED matricoje. Norėdami parodyti slenkantį tekstinį pranešimą, naudojame Rodyti_pranešimą funkcija. Taip pat naudosime a o: Tiesa kilpa, kad kas 10 sekundžių būtų fiksuojamas naujas rodmuo – tam naudojame miegoti funkcija iš laikas biblioteka.

Štai visa programa:

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

Paleiskite šį kodą ir pamatysite kiekvieną naują temperatūros rodmenį, slenkantį per LED matricą. Pabandykite užpūsti Sense HAT, kad pamatytumėte, ar temperatūra nesikeičia.

Temperatūros rodmenis gali paveikti iš žemiau esančio Raspberry Pi procesoriaus perduodama šiluma, todėl norint gauti tikslesnį skaičių, gali reikėti pakoreguoti. Kitas sprendimas yra naudoti krovimo antraštę, kad „Sense HAT“ būtų pakelta aukščiau virš Raspberry Pi.

Temperatūrai stebėti naudokite Raspberry Pi

Nors šiame projekte galite naudoti atskirą temperatūros jutiklį, „Sense HAT“ leidžia lengvai stebėti temperatūrą Raspberry Pi. Taip pat galite jį naudoti norėdami paimti daugybę kitų jutiklių rodmenų, pvz., barometrinio slėgio ir santykinės drėgmės, ir parodyti juos savo šviesos dioduose. matrica.