Feuchtigkeits- und Temperaturmessung mit HTS221 und Raspberry Pi - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

HTS221 ist ein ultrakompakter kapazitiver digitaler Sensor für relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Es enthält ein Sensorelement und einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) für gemischte Signale, um die Messinformationen über digitale serielle Schnittstellen bereitzustellen. Integriert mit so vielen Funktionen ist dies einer der am besten geeigneten Sensoren für kritische Feuchtigkeits- und Temperaturmessungen.

In diesem Tutorial wird die Anbindung des HTS221-Sensormoduls an Raspberry Pi demonstriert und auch die Programmierung mit der Python-Sprache veranschaulicht. Zum Auslesen der Feuchte- und Temperaturwerte haben wir Raspberry Pi mit einem I2C-Adapter verwendet. Dieser I2C-Adapter macht die Verbindung zum Sensormodul einfach und zuverlässiger.

Schritt 1: Erforderliche Hardware:

Zu den Materialien, die wir zur Erreichung unseres Ziels benötigen, gehören die folgenden Hardwarekomponenten:

1. HTS221

2. Himbeer-Pi

3. I2C-Kabel

4. I2C-Schild für Himbeer-Pi

5. Ethernet-Kabel

Schritt 2: Hardwareanschluss:

Der Abschnitt zum Hardwareanschluss erklärt im Wesentlichen die erforderlichen Kabelverbindungen zwischen dem Sensor und dem Himbeer-Pi. Die Sicherstellung korrekter Verbindungen ist die Grundvoraussetzung bei der Arbeit an jedem System für die gewünschte Ausgabe. Die erforderlichen Verbindungen sind also wie folgt:

Der HTS221 funktioniert über I2C. Hier ist das Beispiel-Verdrahtungsdiagramm, das zeigt, wie jede Schnittstelle des Sensors verdrahtet wird.

Out-of-the-box ist das Board für eine I2C-Schnittstelle konfiguriert, daher empfehlen wir, diesen Anschluss zu verwenden, wenn Sie ansonsten agnostisch sind.

Alles was Sie brauchen sind vier Drähte! Es werden nur vier Anschlüsse benötigt Vcc, Gnd, SCL und SDA Pins und diese werden mit Hilfe von I2C Kabel verbunden.

Diese Verbindungen sind in den obigen Bildern dargestellt.

Schritt 3: Code für Feuchte- und Temperaturmessung:

Der Vorteil der Verwendung von Raspberry Pi besteht darin, dass Sie die Flexibilität der Programmiersprache haben, in der Sie das Board programmieren möchten, um den Sensor damit zu verbinden. Diesen Vorteil dieses Boards nutzend, demonstrieren wir hier seine Programmierung in Python. Der Python-Code für HTS221 kann von unserer Github-Community, der Control Everything Community, heruntergeladen werden.

Neben der Benutzerfreundlichkeit erklären wir den Code auch hier:

Als ersten Schritt der Codierung müssen Sie im Falle von Python die smbus-Bibliothek herunterladen, da diese Bibliothek die im Code verwendeten Funktionen unterstützt. Um die Bibliothek herunterzuladen, können Sie den folgenden Link besuchen:

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

Sie können den funktionierenden Python-Code für diesen Sensor auch von hier kopieren:

smbus importieren

Importzeit

# Holen Sie sich den I2C-Bus

bus = smbus. SMBus(1)

# HTS221-Adresse, 0x5F(95)

# Wählen Sie das durchschnittliche Konfigurationsregister, 0x10(16)

# 0x1B(27) Temperaturmittelwerte Proben = 256, Feuchtigkeitsmittelwerte Proben = 512

bus.write_byte_data(0x5F, 0x10, 0x1B)

# HTS221-Adresse, 0x5F(95)

# Steuerregister 1 auswählen, 0x20(32)

# 0x85(133) Power ON, Kontinuierliche Aktualisierung, Datenausgaberate = 1 Hz

bus.write_byte_data(0x5F, 0x20, 0x85)

time.sleep(0.5)

# HTS221-Adresse, 0x5F(95)

# Kalibrierwerte aus dem nichtflüchtigen Speicher des Gerätes lesen

# Feuchtigkeitskalibrierungswerte

# Daten zurücklesen von 0x30(48), 1 Byte

val = bus.read_byte_data(0x5F, 0x30)

H0 = Wert / 2

# Daten von 0x31(49) zurücklesen, 1 Byte

val = bus.read_byte_data(0x5F, 0x31)

H1 = Wert /2

# Daten von 0x36(54), 2 Bytes zurücklesen

val0 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x36)

val1 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x37)

H2 = ((Wert1 & 0xFF) * 256) + (Wert0 & 0xFF)

# Daten von 0x3A(58) zurücklesen, 2 Byte

val0 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x3A)

val1 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x3B)

H3 = ((Wert1 & 0xFF) * 256) + (Wert0 & 0xFF)

# Temperaturkalibrierungswerte

# Daten von 0x32(50) zurücklesen, 1 Byte

T0 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x32)

T0 = (T0 & 0xFF)

# Daten zurücklesen von 0x32(51), 1 Byte

T1 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x33)

T1 = (T1 & 0xFF)

# Daten zurücklesen von 0x35(53), 1 Byte

raw = bus.read_byte_data(0x5F, 0x35)

roh = (roh & 0x0F)

# Konvertieren Sie die Temperaturkalibrierungswerte in 10-Bit

T0 = ((roh & 0x03) * 256) + T0

T1 = ((roh & 0x0C) * 64) + T1

# Daten von 0x3C(60) zurücklesen, 2 Byte

val0 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x3C)

val1 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x3D)

T2 = ((Wert1 & 0xFF) * 256) + (Wert0 & 0xFF)

# Daten von 0x3E(62) zurücklesen, 2 Byte

val0 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x3E)

val1 = bus.read_byte_data(0x5F, 0x3F)

T3 = ((Wert1 & 0xFF) * 256) + (Wert0 & 0xFF)

# Rücklesen von Daten von 0x28(40) mit Befehlsregister 0x80(128), 4 Byte

# Luftfeuchtigkeit msb, Luftfeuchtigkeit lsb, temp msb, temp lsb

data = bus.read_i2c_block_data(0x5F, 0x28 | 0x80, 4)

# Konvertieren Sie die Daten

Feuchtigkeit = (Daten[1] * 256) + Daten[0]

Luftfeuchtigkeit = ((1.0 * H1) - (1.0 * H0)) * (1.0 * Luftfeuchtigkeit - 1.0 * H2) / (1.0 * H3 - 1.0 * H2) + (1.0 * H0)

temp = (Daten[3] * 256) + Daten[2]

wenn temp > 32767:

Temperatur -= 65536

cTemp = ((T1 - T0) / 8.0) * (Temp - T2) / (T3 - T2) + (T0 / 8.0)

fTemp = (cTemp * 1,8) + 32

# Daten auf den Bildschirm ausgeben

print "Relative Luftfeuchtigkeit: %.2f %%" %Luftfeuchtigkeit

print "Temperatur in Celsius: %.2f C" %cTemp

print "Temperatur in Fahrenheit: %.2f F" %fTemp

Der unten erwähnte Codeteil enthält die Bibliotheken, die für die korrekte Ausführung der Python-Codes erforderlich sind.

smbus importieren

Importzeit

Der Code kann ausgeführt werden, indem Sie den unten genannten Befehl in die Eingabeaufforderung eingeben.

$> Python HTS221.py

Die Ausgabe des Sensors wird auch im obigen Bild zur Referenz des Benutzers angezeigt.

Schritt 4: Anwendungen:

HTS221 kann in verschiedenen Verbraucherprodukten wie Luftbefeuchtern und Kühlschränken usw. eingesetzt werden. Dieser Sensor findet auch seine Anwendung in einem breiteren Bereich, einschließlich Smart Home Automation, Industrieautomation, Beatmungsgeräte, Asset- und Warenverfolgung.