Erstellen Sie Ihr erstes IOT mit einem Raspberry Pi, einem DHT11-Sensor und Thingspeak.

IOT oder Internet der Dinge ist ein heißes Thema! Nach Ansicht der Experten wird alles mit dem Internet verbunden sein und alle unsere Geräte und deren Daten werden bald nur noch eine IP-Adresse von uns entfernt sein. Wo also fangen Sie an, wenn Sie die Welt des IOT erkunden möchten? Wie wäre es mit einem einfachen Temperatur-, Feuchtigkeits- und Lichtsensor für Ihren Keller.

Der Sommer ist da und im Nordosten bedeutet das HUMIDITY mit einer Hauptstadt HUMID. Viele von uns haben eine Art Entfeuchtungsanlage in unseren Kellern. Meine Werkstatt befindet sich in meinem Keller und ich habe einen kleinen Luftentfeuchter, der es in diesen Monaten schön trocken hält. Obwohl der Keller feucht ist, ist es auch kühler als die oberirdischen Sommertemperaturen. Ich beschloss, dass ich wissen wollte, wie cool und feucht es sein kann und so wurde es zur Inspiration für mein erstes IOT-Projekt.

DHT11-Sensoren messen Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit und sind günstig. Perfekt für ein erstes Projekt. Das DHT11 ist nicht das, was ich "wissenschaftlich" genau nennen würde, aber es ist gut genug, um meinen Keller zu überwachen. Während ich dabei war, dachte ich, ich könnte genauso gut einen Lichtsensor hinzufügen, um zu wissen, ob ich das Licht angelassen habe. Eine weitere einfache und kostengünstige Lösung, ich brauche nur einen Fotowiderstand.

Die nächste Frage war, wo die Daten abgelegt werden sollten. Ich könnte einen Webserver erstellen, aber ich wollte, dass dies einfach ist, also entschied ich mich, einen Dienst namens Thingspeak zu nutzen, der eine API hat und mich die Daten von meinem IOT-Monitor veröffentlichen und überprüfen lässt.

Schritt 1:Was Sie brauchen, um dieses Projekt abzuschließen

Beginnen wir mit dem Aufbau unseres Projekts. Wir werden dies auf einem Steckbrett aufbauen, sodass Sie sich keine Gedanken über Löten oder eine Leiterplatte machen müssen. Sobald wir mit dem Design zufrieden sind, können wir das tun.

Hardware:

–Raspberry PI 2 &SD-Karte mit Raspbian-Betriebssystem
–USB-Netzteil
–USB-Kabel
–Breadboard &Jumper-Kabel
-2 x DHT 11 Sensoren
- 2 x 10K Widerstände
-2 x Fotozellen
-2 x 1uF Kondensatoren

Schritt 2:Bereiten Sie den Raspberry PI vor

Falls noch nicht geschehen, laden Sie Raspbian auf Ihren Raspberry PI. Wenn Sie keinen Raspberry PI haben, können Sie bei Soldering Sunday einen erwerben, der NOOBS vorinstalliert auf der MicroSD-Karte enthält, oder Sie können unserer Anleitung zum Laden des Betriebssystems für Ihren Raspberry PI folgen.

Sobald Ihr Raspberry Pi betriebsbereit ist, müssen wir Python so einrichten, dass es mit den GPIO-Pins kommuniziert. Die GPIO-Pins sind unsere Schnittstelle zum DHT11 Temperatur-/Feuchtigkeitssensor und der Fotozelle. Für einen tieferen Einblick in die Raspberry Pi GPIO Pins gehen Sie zu unserem GPIO Tutorial.

Python konfigurieren

Nicht alle Bibliotheken, die wir für dieses Projekt benötigen, sind auf dem Raspberry Pi vorinstalliert. Sie benötigen die Adafruit GPIO Python-Bibliothek und die Adafruit DHT 11-Bibliothek.

Wir werden die Anleitung und Bibliothek von Adafruit zum Einrichten von Python verwenden, um mit den Raspberry Pi GPIO-Pins zu kommunizieren.
https://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-4-gpio-setup/configuring- gpio

Außerdem benötigen wir die Python-Bibliothek von Adafruit für den DHT11-Sensor, die Sie hier finden:
https://learn.adafruit.com/dht-humidity-sensing-on-raspberry-pi-with-gdocs-logging/overview

Schritt 3:Raspberry PI – GPIO-Pins verstehen

GPIO steht für General Purpose Input/Output und ist auf dem Raspberry Pi die physikalische Schnittstelle zwischen der Softwareseite des Raspberry PI und der Außenwelt. Wir müssen die GPIO-Pins verwenden, um eine Verbindung zum DHT11 und zum Fotowiderstand herzustellen.

Verschiedene Versionen des Raspberry Pi haben eine unterschiedliche Anzahl von GPIO-Pins. In frühen Versionen des Raspberry Pi gab es 26 Pins und die neueren Versionen haben 40 Pins. Obwohl weitere Pins hinzugefügt wurden, sind die Pins 1 bis 26 bei allen Versionen gleich. Wenn Sie sich eine Referenz für Raspberry Pi GPIO-Pins ansehen, finden Sie für jeden Pin mehrere Notationen. Am häufigsten finden Sie eine Referenz für den physischen Namen des Pins (1 bis 40) und die andere für den GPIO-Namen (GPIO1 usw.). Der physische Name ist genau das, die physische Bestellnummer des Pins. Mit Python verwenden wir die GPIO-Referenz für unsere Pin-Identifikation. Der GPIO-Name wird vom Chipsatz bestimmt und in fortgeschrittenen Projekten häufiger verwendet.

Das Verweisen auf die falsche GPIO-Pinnummer ist sehr häufig. Wenn Sie bei der Arbeit mit GPIO nicht die erwarteten Ergebnisse erzielen, überprüfen Sie den Pin, mit dem Sie verbunden sind, und den Pin, auf den Sie in Ihrem Code verweisen.

Wenn Sie eine eingehendere Überprüfung der GPIO-Pins des Raspberry Pi wünschen, haben wir auf unserer Website ein Tutorial dazu.

Schritt 4:Bauen Sie die Schaltung auf

Wir halten die Schaltung einfach und bauen sie mit unseren Komponenten und Überbrückungsdrähten auf einem Steckbrett auf. Bevor Sie etwas an Ihren Raspberry PI anschließen, trennen Sie die Stromversorgung.

Achtung – Sie können Ihren Raspberry Pi durch einen Kurzschluss durch einen falschen Anschluss zerstören. Seien Sie einfach vorsichtig und überprüfen Sie alles, bevor Sie das Gerät wieder einschalten.

Um den Raspberry PI mit dem Steckbrett zu verbinden, verwende ich gerne Dupont-Kabel, das sind Überbrückungsdrähte, die eine weibliche Seite und eine männliche Seite haben. Die weibliche Seite wird direkt mit den männlichen Header-Pins des Raspberry Pi verbunden und die männliche Seite wird direkt in das Breadboard gesteckt.

Für diese Schaltung müssen wir die 3,3 V vom Raspberry Pi Pin 1 verwenden (verwenden Sie nicht die 5 V von Pin 2) und wir brauchen natürlich Masse (GND). Verbinden Sie diese vom Pi mit dem Breadboard.

Das DHT 11 hat 4 Pins. Pin 1 ist VCC, Pins 2 ist Daten, Pin 3 wird NICHT VERWENDET, Pin 4 ist Masse.

• DHT 11 Pin 1 mit 3,3 V verbinden
• DHT 11 Pin 2 mit Raspberry PI Pin 16/GPIO 23 verbinden und einen 4,7 oder 10k Widerstand von DHT 11 Pin 2 mit DHT Pin 1 verbinden
• DHT 11 Pin 4 mit Masse verbinden

Der Fotowiderstand hat 2 Pins

• Verbinde einen Pin mit 3.3.v
• Verbinden Sie den anderen Pin mit dem Raspberry Pi Pin 18/GPIO 24
• Verbinden Sie einen 1uF-Kondensator mit demselben Pin, mit dem der Fotowiderstand auf GPIO24 verbunden ist. Die Masseseite (weißer Streifen) des Kondensators sollte auf Masse gehen.

Vergleichen Sie Ihre Arbeit mit dem beigefügten Fritzing-Diagramm und den Fotos.

Schritt 5:Thingspeak für unsere IOT-Daten einrichten

Unser Python-Skript wird Daten vom DHT11-Sensor und dem Fotowiderstand lesen und dann die Werte dieser Daten in unserem Kanal auf Thingspeak veröffentlichen. Zuerst müssen wir es einrichten.

Gehen Sie zu Thingspeak.com und erstellen Sie ein kostenloses Konto oder melden Sie sich bei Ihrem bestehenden Konto an. Klicken Sie auf „Meine Kanäle“ und dann auf Neuer Kanal. Benennen Sie Ihren neuen Kanal und benennen Sie die Felder. Die Reihenfolge der Felder ist später wichtig, wenn wir Daten veröffentlichen. Sie können in beliebiger Reihenfolge sein, aber wenn Sie die Daten veröffentlichen, müssen Sie sich die Position merken.

Sie können entscheiden, ob der Kanal öffentlich sein soll oder nicht und Informationen über seinen Standort veröffentlichen. Dies liegt ganz bei Ihnen und hat keinen Einfluss auf unseren Code. Außerdem benötigst du den Write API-Schlüssel für den Kanal, da er zum Posten von Daten an den Kanal benötigt wird.

Für weitere Details:Erstellen Sie Ihr erstes IOT mit einem Raspberry Pi, DHT11-Sensor und Thingspeak.