Temperatursensor / Wetterstation - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Erstellen Sie eine Wetterstation oder einen Temperaturmonitor mit dem sehr coolen digitalen Temperatursensor DS1820. Ich verwende dieses Setup, um einen Serverraum zu überwachen und als Wetterstation. Dieses Projekt besteht aus:

• Ein Dallas 1-Wire-Busnetz
• Schnittstelle zwischen RS-232 und dem Dallas 1-Wire-System
• Digitale Temperatursensoren verbunden mit dem Dallas 1-Wire Bus (DS1820/DS18s20)
• Software-Setup zur Erfassung und grafischen Darstellung von Temperaturen

Aktualisiert 2007-11-18, um automatische grafische Skripte und Bilder von realen Implementierungen dieses Systems zu enthalten.

Schritt 1: Sie brauchen

Das brauchen Sie, um eine Wetterstation oder einen Temperaturlogger zu bauen:

• Einige Linux-Kenntnisse
• Grundkenntnisse in der Elektronik, Löten etc..

Komponenten

• 1 6,2 V Zener-Diode (1N5234)
• 1 3,9 V Zenerdiode (1N5228)
• 2 Schottky-Dioden (1N5818)
• 1 1,5 k Widerstand
• 1 2-polige Schraubklemme
• 1 D-Sub 9 Buchse mit Lötstellen
• 1 kleines Stück Perfboard.
• Ein oder mehrere digitale Temperatursensoren DS1820 oder DS18s20 von Dallas Semiconductor
• Cat5-Verkabelung
• Schrumpfschlauch

Schritt 2: Erstellen Sie die RS232-Schnittstelle

Ich baue den 1-Wire Busmaster gerne so klein, dass er einfach hinten am Computer im RS232-Port sitzen kann.

Schritt 1) Finden Sie heraus, wie klein Sie es machen können. Legen Sie alle Komponenten auf ein Perfbaord. Platzieren Sie sie unter Berücksichtigung der Schaltung. Wir möchten keine Drähte an der Unterseite der Schaltung hinzufügen! Siehe Bild. Schritt 2) Schneiden Sie das Perfboard der richtigen Größe aus. Ziehen Sie einfach ein scharfes Messer ein paar Mal über die Lochreihe, in der Sie schneiden möchten. Tun Sie dies auf beiden Seiten und brechen Sie es dann einfach in zwei Teile. Es bricht normalerweise an der Bruchlinie, die Sie erstellt haben. 3) Löten Sie die Komponenten an Ort und Stelle. und verbinden Sie die Lötpunkte, um den Stromkreis zu vervollständigen.

Schritt 3: Testen der RS232-Schnittstelle

1) Laden Sie digitemp herunter und installieren Sie es. Auf Debian und Ubuntu Linux geschieht dies durch Ausführen von `sudo apt-get install digitemp`. 2) Verbinden Sie eine DS1820 mit Ihrem Stromkreis. Das mittlere Bein geht in den DQ-Port, die anderen beiden Beine gehen in GND3) Verbinden Sie die Schaltung mit einem RS232-Port eines Computers. Ich behandle dies nur mit Linux, aber es ist auch in Windows möglich. 4) Wenn der Befehl `digitemp` nicht funktioniert, liegt es daran, dass es mehrere Versionen von digitemp.type digitemp, dann Tab drücken, um alle anzuzeigen ln -s /usr/bin/digitemp_DS9097 /usr/bin/digitemp`5)Als root oder mit sudo:Run `digitemp -s /dev/ttyS0 -i` aus. Dies durchsucht das 1-Wire-Netzwerk nach Sensoren und erstellt eine Konfigurationsdatei für Digitemp. Wenn Sie COM2 verwenden, verwenden Sie -s /dev/ttyS1. Run `digitemp -a` aus, um die Temperatur des angeschlossenen Temperatursensors zu lesen. Siehe Screenshot6)Tun Sie dies für alle Sensoren, die Sie verwenden werden, und schreiben Sie die Adressen auf für jeden. Wenn Sie mehrere Sensoren haben, ist es schön zu wissen, welcher welcher ist.

Schritt 4: Machen Sie die Sensoren und das Netzwerk

Wenn Sie Ihr 1-Wire-Netzwerk verkabeln, möchten Sie Cat-5-Netzwerkkabel verwenden.

Ich habe einige schlechte Erfahrungen mit anderen Kabeln und mit der Kombination verschiedener Kabeltypen gemacht. Beim Überfahren von Cat5 kann der 1wire Bus recht lange Kabel haben. In einem Wetterstations-Setup betreibe ich eine 30 Meter Cat5 von einem Technikraum mit einem Linux-Computer bis zum Dach. Auf dem Dach wird das Kabel in 3 5-15 Meter lange Kabel mit je einem Sensor am Ende geteilt. Dieses Setup funktioniert einwandfrei. Das 1-Draht-Netzwerk ist recht robust. Herstellung des Sensors: Sie möchten den Sensor sowohl wasserdicht als auch starr machen. 1) Schneiden Sie ein Cat 5-Kabel auf die gewünschte Länge zu. 2) Entisolieren Sie das Sensorende. 3 der 4 Paare abschneiden, das grün/weißgrüne übrig lassen. 3) Schieben Sie einen kleinen Schrumpfschlauch über den grünen Draht. 4) Löten Sie den grünen Draht an den mittleren Stift des DS1820 5) Ziehen Sie den Schrumpfschlauch nach oben, so dass er das gesamte Metall des mittleren Beins und das Metall des damit verbundenen Drahts bedeckt. Dann erhitzen Sie es mit einem Feuerzeug oder einer Heißluftpistole, um es zu schrumpfen. 6) Löten Sie den weißen / grünen Draht an die beiden anderen Stifte. 7) Legen Sie einen größeren Schrumpfschlauch über den Sensor und das Kabel. Siehe das Bild. Dann erhitzen Sie es vorsichtig mit einem Feuerzeug, um es zu schrumpfen. Sie möchten das Ding nicht in Brand setzen, halten Sie die Flamme einfach 4-10 mm vom Schrumpfschlauch entfernt. 8) Platzieren Sie Ihre Sensoren, wo immer Sie sie haben möchten, schließen Sie sie an die RS232-Schnittstelle an und schließen Sie sie an Ihren Computer an.

Schritt 5: Software-Setup - Datenerfassung

Nun, da wir unsere Sensoren an Ort und Stelle haben, möchten wir einige Daten von ihnen sammeln. Als Root auf Ihrem Linux-Rechner: 1) Führen Sie `digitemp -s /dev/ttyS0 -i -c /etc/digitemp.conf` aus. Dies erstellt die Konfiguration Datei digitemp.conf mit Ihren Sensoren. Beobachten Sie die Ausgabe, um zu sehen, welche Anzahl die Sensoren erhalten.2)Überprüfen Sie die Temperatur mit `digitemp -aq -c /etc/digitemp.conf`3)Speichern Sie die Ausgabedaten in eine Datei. Ich speichere eine Datei innerhalb von Apache wwwroot, damit ich von überall auf die Temperatur zugreifen kann Datei digitemp.txt4)Diesen Prozess automatisieren:Geben Sie `crontab -e` ein, dies öffnet Roots crontab. Geben Sie `* * * * * digitemp -aq -c /etc/digitemp.conf > /tmp/digitemp; mv /tmp/digitemp /var/www/digitemp.txt` in diese Datei und speichern Sie sie. Führen Sie `crontab -l` aus, um zu bestätigen, dass die crontab installiert wurde. Der Grund, warum ich die Ausgabe in /tmp leite und dann verschiebe es zu /var/www, ist, dass digitemp ein paar Sekunden braucht, um seinen Lauf zu absolvieren. Wenn Sie versuchen, auf die Ausgabe zuzugreifen, während Digitemp ausgeführt wird, erhalten Sie eine unvollständige Datei. Dies könnte andere Skripte durcheinander bringen, die Daten aus dieser Datei lesen. (Dies ist nicht im Screenshot enthalten, habe es vergessen) Ihre Wetterstation ist jetzt in Betrieb. Verwenden Sie die Daten, um zu tun, was Sie möchten, grafisch darzustellen, bei hohen / niedrigen Temperaturen per E-Mail zu senden usw..

Schritt 6: Software-Setup - Graphik

Dies ist der knifflige Teil, hier sind viele Skripte erforderlich.1) Erstellen Sie einen Ort zum Ablegen der Skripte, einen Ort zum Speichern der Bilder und einen Ort zum Speichern der Daten.`mkdir /etc/tempsensor``mkdir /var/www /temperature``mkdir /var/log/digitemp_rrd`2)Software installieren: Sie benötigen PHP und RRDtool.`apt-get install rrdtool``apt-get install php` (es gibt viele PHP-Pakete, installieren Sie eines mit a ausführbare Konsole)3) Laden Sie die Skripte herunter und installieren Sie sie, die für die Erstellung der Grafiken verantwortlich sind: Laden Sie tempsensor-0.1.tar.gz auf Ihren Linux-Rechner herunter.`tar xvzf tempsensor-0.1.tar.gz``cp -v tempsensor/* /etc/ tempsensor`4)Konfigurieren Sie die Skripte Öffnen Sie /etc/tempsensor/config.php und folgen Sie den Kommentaren in dieser Datei. Ändern Sie das Skript, um Eingabedaten von "/var/www/digitemp.txt" zu lesen, wenn Sie dem Beispiel im vorherigen Schritt gefolgt sind.5) Automatisieren. Fügen Sie einen crontab-Eintrag auf die gleiche Weise wie im vorherigen Schritt hinzu. Das Skript sollte jede 5. Minute ausgeführt werden. Die Zeilen sollten so aussehen:`*/5 * * * * php /etc/tempsensor/logdata.php``*/5 * * * * php /etc/tempsensor/graphdata.php `6)Führen Sie die Skripte manuell aus, um zu überprüfen, ob es funktioniert.php /etc/tempsensor/logdata.phpphp /etc/tempsensor/graphdata.php7) Besuchen Sie https://your.ip.or.hostname/temperature oder was auch immer Sie in. angegeben haben die Konfigurationsdatei.

Schritt 7: Implementierung 1 – Überwachung des Serverraums

Meine erste Implementierung dieses Systems war im Serverraum des Studentenwohnheims, in dem ich arbeite. Hier sind einige Bilder für Sie.

Schritt 8: Implementierung 2 - Wetterstation

Als ich den Serverraum mit Temperatursensoren ausgestattet habe, konnte ich einfach nicht widerstehen, auch einige auf dem Dach zu platzieren!

Die Wetterstation ist etwas kniffliger als der Serverraum. Draußen gibt es viele Störungen. Die Sonne kann auf einen Sensor treffen und ihn in 5 Minuten von -1 auf 30 °C senden. Ich habe dies gelöst, indem ich drei Sensoren verwendet habe, die an Punkten platziert wurden, die zu verschiedenen Tageszeiten Sonnenlicht erhalten würden. Da Wärme das einzige „Rauschen“bei der Messung ist, verwende ich einfach den Sensor mit dem niedrigsten Messwert zu jeder Zeit als meine „Außentemperatur“. Diese Temperatur wird durch Mittelung der letzten Minuten wieder geglättet.

Schritt 9: Implementierung 3 – Studentenwohnheimzimmer

Ein Freund von mir folgte dieser Anleitung und stattete seine Wohnung mit Temperatursensoren aus. Im Kühlschrank, Bad, Computer etc.:)