Udostępnij za pośrednictwem

Odczytywanie warunków środowiskowych z czujnika

Jednym z najbardziej typowych scenariuszy dla urządzeń IoT jest wykrywanie warunków środowiskowych. Dostępne są różne czujniki do monitorowania temperatury, wilgotności, ciśnienia barometrycznego i nie tylko.

W tym temacie użyjesz .NET do odczytania warunków środowiskowych z czujnika.

Wymagania wstępne

  • Komputer z jedną płytą (ARMv7 lub nowszy) oparty na architekturze ARM (SBC)
  • BME280 wilgotność/ciśnienie barometryczne/przerwanie czujnika temperatury
  • Przewody skoczkowe
  • Płytka stykowa (opcjonalnie)
  • Płytka stykowa GPIO dla Raspberry Pi (opcjonalnie)
  • .NET SDK 10 lub nowszy

Uwaga

Ten samouczek został napisany przy założeniu, że docelowe urządzenie to Raspberry Pi. Jednak ten samouczek może być używany dla dowolnego systemu Linux opartego na protokole SBC, który obsługuje .NET, takich jak Orange Pi, ODROID i nie tylko.

Ważne

Istnieje wiele producentów breakoutów BME280. Większość projektów jest podobna, a producent nie powinien mieć żadnej różnicy w funkcjonalności. Ten samouczek stara się uwzględnić różnice. Upewnij się, że moduł BME280 zawiera interfejs I2C (Inter-Integrated Circuit).

Elementy, takie jak moduły BME280, są często sprzedawane z niewlutowanymi złączami pinów. Jeśli nie czujesz się pewnie z lutowaniem, poszukaj płytki breakout BME280 z wstępnie przylutowanym złączem lub innym łącznikiem. Jeśli chcesz, rozważ nauczenie się lutowania! Oto dobry przewodnik po lutowaniu dla początkujących.

Przygotowywanie SBC

Upewnij się, że protokół SBC jest skonfigurowany do obsługi następujących usług:

  • SSH
  • I2C

W przypadku wielu urządzeń nie jest wymagana żadna dodatkowa konfiguracja. W przypadku urządzenia Raspberry Pi użyj polecenia raspi-config. Aby uzyskać więcej informacji na temat raspi-config, zapoznaj się z dokumentacją Raspberry Pi.

Przygotowywanie sprzętu

Użyj składników sprzętowych do skompilowania obwodu, jak pokazano na poniższym diagramie:

Diagram Fritzing przedstawiający połączenie z urządzenia Raspberry Pi do tablicy breakout BME280

Poniżej przedstawiono połączenia z urządzenia Raspberry Pi do wyłącznika BME280. Należy pamiętać, że oznaczenia pinów różnią się na różnych modułach BME280.

Raspberry Pi Podział BME280 Kolor
3.3V VIN/3V3 czerwony
Ziemia GND czarny
SDA (GPIO 2) SDI/SDA niebieski
SCL (GPIO 3) SCK/SCL pomarańcza

W razie potrzeby zapoznaj się z następującym diagramem wyprowadzeń.

Diagram przedstawiający wyprowadzenia nagłówka GPIO urządzenia Raspberry Pi. Obraz dzięki uprzejmości Raspberry Pi Foundation.
Obraz dzięki uprzejmości Raspberry Pi Foundation.

Wskazówka

Zaleca się użycie płytki rozszerzeń GPIO w połączeniu z płytką stykową, aby usprawnić połączenia z nagłówkiem GPIO.

Tworzenie aplikacji

Wykonaj następujące kroki w preferowanym środowisku projektowym:

  1. Utwórz nową aplikację konsoli .NET przy użyciu interfejsu wiersza polecenia .NET lub Visual Studio. Nadaj mu nazwę SensorTutorial.

    dotnet new console -o SensorTutorial
cd SensorTutorial

  2. Dodaj pakiet Iot.Device.Bindings do projektu. Użyj .NET CLI z katalogu projektu lub Visual Studio.

    dotnet package add Iot.Device.Bindings --version 4.1.0

  3. Zastąp zawartość pliku Program.cs następującym kodem:

    using System;
using System.Device.I2c;
using System.Threading;
using Iot.Device.Bmxx80;
using Iot.Device.Bmxx80.PowerMode;

var i2cSettings = new I2cConnectionSettings(1, Bme280.DefaultI2cAddress);
using I2cDevice i2cDevice = I2cDevice.Create(i2cSettings);
using var bme280 = new Bme280(i2cDevice);

int measurementTime = bme280.GetMeasurementDuration();

while (true)
{
    Console.Clear();

    bme280.SetPowerMode(Bmx280PowerMode.Forced);
    Thread.Sleep(measurementTime);

    bme280.TryReadTemperature(out var tempValue);
    bme280.TryReadPressure(out var preValue);
    bme280.TryReadHumidity(out var humValue);
    bme280.TryReadAltitude(out var altValue);

    Console.WriteLine($"Temperature: {tempValue.DegreesCelsius:0.#}\u00B0C");
    Console.WriteLine($"Pressure: {preValue.Hectopascals:#.##} hPa");
    Console.WriteLine($"Relative humidity: {humValue.Percent:#.##}%");
    Console.WriteLine($"Estimated altitude: {altValue.Meters:#} m");

    Thread.Sleep(1000);
}

    W poprzednim kodzie:

    • i2cSettings jest ustawiona na nowe wystąpienie klasy I2cConnectionSettings. Konstruktor ustawia parametr busId na 1, a parametr deviceAddress na wartość Bme280.DefaultI2cAddress.

      Ważne

      Niektórzy producenci płytek BME280 używają drugorzędnej wartości adresu. W przypadku tych urządzeń użyj Bme280.SecondaryI2cAddress.

    • Deklaracja using tworzy wystąpienie I2cDevice przez wywołanie I2cDevice.Create i przekazanie argumentu i2cSettings. Reprezentuje to I2cDevice magistralę I2C. Deklaracja using gwarantuje, że obiekt zostanie usunięty, a zasoby sprzętowe zostaną prawidłowo zwolnione.

    • Inna using deklaracja tworzy wystąpienie Bme280 do reprezentacji czujnika. Element I2cDevice jest przekazywany w konstruktorze.

    • Czas wymagany do wykonania pomiarów przez mikroukład z bieżącymi (domyślnymi) ustawieniami mikroukładu jest pobierany przez wywołanie metody GetMeasurementDuration.

    • Pętla while jest uruchamiana w nieskończoność. Każda iteracja:

      1. Czyści konsolę.

      2. Ustawia tryb zasilania na Bmx280PowerMode.Forced. Zmusza to chip do wykonania jednej miary, przechowywania wyników, a następnie uśpienia.

      3. Odczytuje wartości temperatury, ciśnienia, wilgotności i wysokości.

        Uwaga

        Wysokość jest obliczana przez powiązanie urządzenia. To przeciążenie TryReadAltitude wykorzystuje ciśnienie na poziomie morza do wygenerowania oszacowania.

      4. Zapisuje bieżące warunki środowiskowe w konsoli.

      5. Śpi 1000 ms.

  4. Kompilowanie aplikacji. Jeśli korzystasz z .NET CLI, wykonaj dotnet build. Aby skompilować Visual Studio, naciśnij Ctrl+Shift+B.

  5. Wdróż aplikację w SBC jako samodzielną aplikację. Aby uzyskać instrukcje, zobacz Deploy .NET aplikacje do urządzenia Raspberry Pi. Upewnij się, że nadajesz plikowi wykonywalnemu uprawnienia do wykonywania przy użyciu chmod +x.

  6. Uruchom aplikację na urządzeniu Raspberry Pi, przełączając się do katalogu wdrożenia i uruchamiając plik wykonywalny.

    ./SensorTutorial

    Obserwuj dane wyjściowe czujnika w konsoli.

  7. Zakończ program, naciskając klawisze Ctrl+C.

Gratulacje! Użyto I2C do odczytu wartości z czujnika temperatury/wilgotności/ciśnienia barometrycznego!

Pobieranie kodu źródłowego

Źródło tego samouczka jest dostępne w GitHub.

Następne kroki

Dowiedz się, jak wyświetlać tekst na wyświetlaczu LCD

  • Last updated on