Raspberry Pi доторх цаг уурын хяналт, хяналтын систем: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Хүмүүс байшин дотор тохь тухтай байхыг хүсдэг. Манай бүс нутгийн уур амьсгал өөрт тохирохгүй байж болох тул бид дотоод орчны эрүүл орчинг хадгалахын тулд олон хэрэгслийг ашигладаг: халаагч, агаар хөргөгч, чийгшүүлэгч, чийгшүүлэгч, цэвэршүүлэгч гэх мэт. Орчин үед автомат төхөөрөмжөөр тоноглогдсон зарим төхөөрөмжийг олох нь түгээмэл байдаг. орчныг мэдэрч, өөрийгөө хянах горим. Гэсэн хэдий ч:

• Тэдний олонх нь хэт өндөр үнэ/ мөнгөний үнэ цэнэгүй байдаг.
• Тэдний цахилгаан хэлхээг эвдэх нь илүү хялбар бөгөөд ердийн механик эд ангиудыг солиход хэцүү байдаг
• Тоног төхөөрөмжийг үйлдвэрлэгчийн програм удирдах ёстой. Танай гэрт хэдэн ухаалаг төхөөрөмж байдаг бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн аппликэйшнтэй байдаг. Тэдний шийдэл бол програмыг Alexa, Google Assistant, IFTTT зэрэг платформд нэгтгэх явдал бөгөөд ингэснээр бид "төвлөрсөн" хянагчтай болно.
• Хамгийн гол нь үйлдвэрлэгчид бидний өгөгдлийг, харин Google/Amazon/IFTTT/гэх мэт мэдээлэл манайд байдаг. Бид тэгдэггүй. Та хувийн нууцлалын талаар санаа зовохгүй байж магадгүй, гэхдээ заримдаа бид бүгд унтлагын өрөөнийхөө чийгшлийн загварыг харахыг хүсдэг, жишээлбэл цонхыг хэзээ нээхээ шийдэхийг хүсдэг.

Энэхүү гарын авлагад би харьцангуй хямд Raspberry Pi-д суурилсан доторх цаг уурын хянагчийн загварыг бүтээв. RPi нь захын төхөөрөмжүүдтэй SPI/I2C/USB интерфэйсээр холбогддог.

• Агаар мандлын мэдрэгчийг температур, чийгшил, агаарын даралтыг цуглуулахад ашигладаг.
• Агаарын чанарын өндөр нарийвчлалтай мэдрэгч нь агаарын чанарын индексийг (AQI) тооцоолоход ашигладаг агаар мандлын тоосонцор (PM2.5 ба PM10) өгөгдлийг өгдөг.

Хянагч нь дэмжигдсэн WiFi ухаалаг залгуурыг хянадаг IFTTT Webhook автоматжуулалтын үйлчилгээнд хүсэлт илгээх замаар олж авсан өгөгдлийг боловсруулж, төхөөрөмжийн үйлдлийг идэвхжүүлдэг.

Энэхүү загварыг бусад мэдрэгч, цахилгаан хэрэгсэл, автоматжуулалтын үйлчилгээг хялбархан оруулах боломжтой байдлаар бүтээсэн болно.

Алхам 1: Техник хангамж

Үүнийг бүтээхийг санал болгож буй тоног төхөөрөмж:

1. WiFi бүхий Raspberry Pi (ямар ч хувилбар). Би үүнийг RPi B+ашиглан бүтээдэг. RPi ZeroW нь маш сайн ажиллах бөгөөд ~ 15 долларын үнэтэй байх болно
2. Температур, чийгшил, агаарын даралтыг хэмжих BME280 мэдрэгч ~ 5 доллар
3. Нова SDS011 өндөр нарийвчлалтай лазер PM2.5/PM10 агаарын чанарыг илрүүлэх мэдрэгчийн модуль ~ 25 $
4. LED/LCD дэлгэц. Би SSD1305 2.23 инчийн OLED дэлгэцийг ~ 15 доллараар ашигласан
5. Зарим WiFi/ZigBee/Z-Wave ухаалаг залгуурууд. Тус бүр 10-20 доллар
6. Механик унтраалгатай агаар цэвэршүүлэгч, чийгшүүлэгч, чийгшүүлэгч, халаагч, сэрүүн гэх мэт. Жишээлбэл, би энэ хичээлийг хийхдээ хямдхан агаар цэвэршүүлэгч ашигласан

Дээрх нийт өртөг нь <100 доллар бөгөөд энэ нь 200 долларын үнэтэй ухаалаг цэвэрлэгчээс хамаагүй бага юм.

Алхам 2: Raspbery Pi -ийг холбох

Уг хэлхээний диаграммд IPC интерфэйсийг ашиглан BME280 мэдрэгчтэй RPi -ийг хэрхэн холбох, SPI интерфэйсийг ашиглан OLED дэлгэцийн HAT -ийг хэрхэн яаж холбохыг харуулав.

Waveshare OLED HAT -ийг GPIO дээр байрлуулж болох боловч бусад дагалдах төхөөрөмжүүдтэй хуваалцахын тулд танд GPIO задлагч хэрэгтэй болно. Үүнийг арын резисторыг гагнах замаар I2C ашиглахаар тохируулж болно.

SSD1305 OLED HAT -ийн талаарх дэлгэрэнгүй мэдээллийг эндээс авах боломжтой.

I2C ба SPI интерфэйсийг хоёуланг нь RPi дээр идэвхжүүлэх шаардлагатай:

sudo raspi-config

Nova SDS011 тоосны мэдрэгч нь RPi-д USB портоор холбогддог (Цуваа-USB адаптертай).

Алхам 3: Мэдрэгчээс мэдээлэл цуглуулах

Агаар мандлын өгөгдлийг питон скриптээс BME280 мэдрэгчээс цуглуулдаг.

21-Nov-20 19:19:25-INFO-нөхөн төлбөртэй_ унших (id = 6e2e8de5-6bc2-4929-82ab-0c0e3ef6f2d2, цагийн тэмдэг = 2020-11-21 19: 19: 25.604317, температур = 20.956 ° C, даралт = 1019.08 гПа, чийгшил = 49.23 % rH)

Тоосны мэдрэгчийн өгөгдлийг арай илүү боловсруулах шаардлагатай байна. Мэдрэгчийн модуль нь тоосонцорыг илрүүлэхийн тулд зарим агаарын дээжийг сордог тул найдвартай үр дүнд хүрэхийн тулд хэсэг хугацаанд (30 секундын турш) ажиллах ёстой. Миний ажигласнаар би сүүлийн 3 дээжийн дунджийг л авч үздэг. Процессыг энэ скрипт дээр авах боломжтой.

21 -11 -20 -ны 19:21:07 - Дебаг хийх - 0. PM2.5: 2.8, PM10: 5.9

21-11-20-ны 19:21:09- Дебаг хийх- 1. PM2.5: 2.9, PM10: 6.0 21-Nov-20 19:21:11- DEBUG- 2. PM2.5: 2.9, PM10: 6.0 21- 11-р сарын 20 19:21:13- Дебаг хийх- 3. PM2.5: 2.9, PM10: 6.3 21-Nov-20 19:21:15- DEBUG- 4. PM2.5: 3.0, PM10: 6.2 21-Nov- 20 19:21:17 - DEBUG - 5. PM2.5: 2.9, PM10: 6.4 21 -Nov -20 19:21:19 - DEBUG - 6. PM2.5: 3.0, PM10: 6.6 21 -Nov -20 19: 21: 21 - Дебаг хийх - 7. PM2.5: 3.0, PM10: 6.8 21 -Nov -20 19:21:23 - DEBUG - 8. PM2.5: 3.1, PM10: 7.0 21 -Nov -20 19:21: 25 - DEBUG - 9. PM2.5: 3.2, PM10: 7.0 21 -Nov -20 19:21:28 - DEBUG - 10. PM2.5: 3.2, PM10: 7.1 21 -Nov -20 19:21:30 - Дебаг хийх - 11. PM2.5: 3.2, PM10: 6.9 21 -Nov -20 19:21:32 - DEBUG - 12. PM2.5: 3.3, PM10: 7.0 21 -Nov -20 19:21:34 - DEBUG - 13. PM2.5: 3.3, PM10: 7.1 21 -Nov -20 19:21:36 - DEBUG - 14. PM2.5: 3.3, PM10: 7.1

Тоосны мэдрэгч нь зөвхөн PM2.5 ба PM10 индексийг өгдөг бөгөөд AQI-ийг тооцоолохын тулд бидэнд python-aqi модуль хэрэгтэй болно.

aqi_index = aqi.to_aqi ([(aqi. POLLUTANT_PM25, тоосны өгөгдөл [0]), (aqi. POLLUTANT_PM10, тоосны өгөгдөл [1])])

Мэдээлэл цуглуулах, харуулах, багаж хэрэгслийг хянах ажлыг нэгэн зэрэг, асинхрон байдлаар гүйцэтгэдэг. Мэдээллийг орон нутгийн мэдээллийн санд хадгалдаг. Хэрэв орчин хэт хурдан өөрчлөгдөхгүй бол бид тэдгээрийг байнга ажиллуулах шаардлагагүй болно. Миний хувьд 15 минутын завсарлага хийхэд хангалттай. Цаашилбал, тоосны мэдрэгч модуль нь дотор тоос хуримтлуулдаг тул цэвэрлэгээ хийхээс зайлсхийхийн тулд үүнийг хэтрүүлэн ашиглах ёсгүй.

Алхам 4: Гэрийн автоматжуулалтын үйлчилгээг тохируулах

Гэрийн автоматжуулалтын олон платформ байдаг бөгөөд танд байгаа ухаалаг залгуураар дэмжигдсэн платформыг суулгах ёстой. Хэрэв та хувийн нууцлалын талаар санаа зовж байгаа бол өөрийн системийг тохируулах хэрэгтэй. Үгүй бол та ихэнх WiFi ухаалаг залгуураар дэмжигддэг алдартай платформуудыг ашиглаж болно: Google Assistant, Alexa эсвэл IFTTT. Холбогдох API бүхий сокет платформыг сонгохыг хичээгээрэй (Webhook энэ зорилгоор төгс төгөлдөр юм)

Би энэ хичээлд IFTTT -ийг ашигладаг, учир нь үүнийг дөнгөж эхэлж буй хүмүүст ч ашиглахад тун хялбар байдаг. Гэхдээ анхаарна уу: 1. IFTTT -ийг дэмждэггүй олон ухаалаг сокетууд байдаг. 2. Би үүнийг бичиж байх үед IFTTT танд зөвхөн 3 апплет (автоматжуулалтын даалгавар) үнэгүй хийх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь зөвхөн 1 -т хангалттай. хэрэгсэл.

Эдгээр нь дараах алхмууд юм.

1. Webhook үйлчилгээг ашиглан төхөөрөмжийг асаах, унтраах зорилгоор IFTTT дээр хоёр апплет үүсгээрэй. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг эндээс авах боломжтой.

2. API түлхүүрийг хуулж python скрипт рүү хуулах. Аюулгүй байдлын үүднээс тусдаа файлд хадгалахыг санал болгож байна.

3. Үндсэн скрипт дэх хяналтын логик/параметрүүдийг тодорхойл.

Алхам 5: Үр дүн

За, одоо бид системийг туршиж байна.

OLED дэлгэц нь одоогийн температур, чийгшил, тооцоолсон агаарын чанарын индексийг (AQI) харуулдаг. Мөн сүүлийн 12 цагийн хамгийн бага ба хамгийн их утгыг харуулдаг.

AQI-ийн хэдхэн хоногийн хугацаанд хийсэн цуврал өгөгдөл сонирхолтой зүйлийг харуулж байна. AQI загварын өсөлтийг анзаарч байна уу? Энэ нь өдөрт хоёр удаа тохиолддог бөгөөд жижиг оргил 12:00 цагийн орчим, хамгийн өндөр оргил 19:00 цагийн орчим байдаг. Энэ бол бид хоол хийхдээ маш олон тоосонцорыг эргэн тойронд тараах үед байсан гэж та таамаглаж байсан. Бидний өдөр тутмын үйл ажиллагаа дотоод орчинд хэрхэн нөлөөлдөг нь сонирхолтой юм.

Түүнчлэн, зураг дээрх хамгийн сүүлийн өсөлт өмнөх үеийнхээс хамаагүй богино хугацаанд үргэлжилсэн байна. тэгээд л бид системд агаар цэвэршүүлэгч нэмнэ. RPi цаг уурын хянагч нь AQI> 50, PURIFIER_OFF -ийг AQI <20 байхад PURIFIER_ON хүсэлтийг илгээдэг. Та тэр үед IFTTT Webhook гохыг харах боломжтой.

Алхам 6: Дүгнэлт

Ингээд л боллоо!

Цуглуулсан өгөгдлийг агаар халаагч, хөргөгч, чийгшүүлэгч гэх мэтийг хянахад ашиглаж болно. Та илүү ухаалаг залгуур худалдаж авах хэрэгтэй бөгөөд хуучин төхөөрөмж бүр "ухаалаг" болно.

Хэрэв та олон цахилгаан хэрэгслийг хянахыг хүсч байгаа бол аль гэрийн автоматжуулалтын үйлчилгээг ашиглахаа сайтар бодож үзэх хэрэгтэй болж магадгүй юм. Би нээлттэй эх сурвалжтай гэрийн автоматжуулалтын платформыг тохируулахыг санал болгож байна, гэхдээ хэрэв энэ нь хэтэрхий төвөгтэй бол Google Assistant, IFTTT Webhook эсвэл Zigbee ухаалаг залгуурыг ашиглах гэх мэт энгийн шийдлүүд байдаг.

Энэхүү прототипийн бүрэн хэрэгжилтийг Github репозитороос олж болно.

github.com/vuva/IndoorClimateControl

Сайхан амраарай !!!