Einführung

  • 5 Minuten

.NET wird auf vielen verschiedenen Plattformen und in vielen Architekturen ausgeführt. Einer der interessantesten Orte für die Ausführung von .NET sind IoT-Geräte wie Raspberry Pi. Diese Geräte ermöglichen neue Szenarien mit Verwendung von Sensoren, Analog-Digital-Wandlern und LCD-Geräten.

Mit den .NET IoT-Bibliotheken können Sie beispielsweise Geräte für folgende Aufgaben bauen:

  • Lesen von Umgebungsbedingungen
  • Akzeptieren physischer Eingaben (beispielsweise über Tasten)
  • Steuern der elektrischen Aktivität anderer Geräte mithilfe von Relais

In diesem Modul werden anhand der Implementierung eines Geräts zur Überwachung von Umgebungsbedingungen und zur Steuerung eines Relais Informationen zu den .NET IoT-Bibliotheken vermittelt.

Lernziele

In diesem Modul wird Folgendes thematisiert:

  • Konstruieren von Schaltungen, um Folgendes zu implementieren:
    • Einen Umgebungssensor
    • Eine Schaltung zum Steuern von LEDs oder Relaismodulen
  • Schreiben von Code, um Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten von einem Sensor zu lesen
  • Schreiben von Code zur Verwendung von GPIO-Pins, um eine LED oder ein Relaismodul zu aktivieren
  • Bereitstellen und Testen des Codes

Voraussetzungen

  • Fortgeschrittene .NET-Kenntnisse
  • Grundkenntnisse im Zusammenhang mit Raspberry Pi und Raspberry Pi OS
  • .NET SDK 7 oder höher
  • Folgende Hardwarekomponenten:
    • Ein Raspberry Pi-Gerät (2 oder höher), das über die weiter unten im Abschnitt Wichtig beschriebene Konfiguration verfügt
    • BME280-Sensorschnittstelle zur Messung von Luftfeuchtigkeit/Luftdruck/Temperatur (Beispiel)
    • 5-mm-LED (Beispiel)
    • 1.000-Ohm-Widerstand (Beispiel)
    • Schaltdrähte (Beispiel)
    • Steckplatine in voller Größe (Beispiel)
    • Raspberry Pi-GPIO-Schnittstellenplatine (Beispiel)

Alle erforderlichen Hardwarekomponenten sind bei verschiedenen Einzelhändlern erhältlich. Sie finden die meisten Komponenten gebündelt in praktischen Kits.

Wichtig

Die .NET IoT-Bibliotheken unterstützen ein breites Spektrum an Hardwareplattformen. Aufgrund der guten Verfügbarkeit und des günstigen Preises haben wir für dieses Modul Raspberry Pi ausgewählt.

Stellen Sie sicher, dass auf Ihrem Gerät eine aktuelle Version von Raspberry Pi OS installiert ist. Beachten Sie Folgendes:

  • Eine 64-Bit-Version von Raspberry Pi OS wird empfohlen.
  • Eine Desktopumgebung ist nicht erforderlich, daher können Sie die Lite-Variante auswählen, um Speicherplatz und Bandbreite zu sparen.
  • Die 64-Bit- und Lite-Varianten befinden sich unter Raspberry Pi OS (Andere) in der Liste der verfügbaren Betriebssysteme von Raspberry Pi Imager.

Vergewissern Sie sich nach der Installation von Raspberry Pi OS mithilfe des Befehls raspi-config, dass die beiden folgenden Dienste aktiviert sind:

  • SSH
  • I2C

Weitere Informationen finden Sie in der Dokumentation zu Raspberry Pi.

Vorstellung des Szenarios

Nehmen Sie an, Sie betreiben an einem südlichen Standort ein Unternehmen, das hochwertigen Käse herstellt. Das Unternehmen ist stolz auf seinen Käse und sehr darauf bedacht, die perfekte Temperatur und Luftfeuchtigkeit für den Reifeprozess zu gewährleisten. Um optimale Bedingungen zu gewährleisten, lässt das Unternehmen den Käse in einer natürlichen Grotte reifen.

Photograph, close-up, of matured cheese.

Die ideale Temperatur für die Käsereifung beträgt in Ihrem Unternehmen 10 °C (50 °F). Schwankungen von ± 2,78 °C (5 °F) sind jedoch noch akzeptabel. Die Luftfeuchtigkeit ist ebenfalls wichtig. Es wird eine Luftfeuchtigkeit von 75 bis 95 Prozent angestrebt.

Sie haben beschlossen, ein Raspberry Pi-Gerät zu bauen, um die Umgebungsbedingungen in der Grotte zu überwachen. Das Gerät aktiviert bei Bedarf auch den Lüfter, um die Luftfeuchtigkeit zu steuern. Sie entscheiden sich für .NET, um Ihre bereits vorhandenen Entwicklungskenntnisse nutzen zu können.

Photograph of matured blue cheese.

Der erste Schritt

Der erste Schritt für den Bau Ihres Geräts ist die Erstellung der Schaltung. In der nächsten Lerneinheit wird unter Verwendung gängiger Hardwarekomponenten ein Prototyp für die Überwachung und Steuerung der Bedingungen in der Grotte gebaut.