Die Umgebungstemperatur mit dem Raspberry Pi messen

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BaBa
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Die Umgebungstemperatur mit dem Raspberry Pi messen

Beitrag von BaBa » Mi 19. Aug 2015, 15:27

In Arbeit

Die Umgebungstemperatur mit dem Raspberry Pi messen

Prolog

Seit längerem durchzuckte mich der Gedanke, mit dem Pi die Temperatur zu messen und
diese auszuwerten ggf. beim über- oder unterschreiten eines Schwellenwertes, sollte
eine Aktion X ausgelöst werden.
Die ersten Suchen im Netz brachten mich auf Begriffe wie Pilight oder Pimatic .
Jedoch merkte ich (erst nach einiger Zeit..), dass diese nicht mehr so richtig funktionieren, da
die Entwicklungen z.B. beim Pilight eingestellt wurde.
Jedoch packte mich der Ehrgeiz und ich suchte weiter nach einer Lösung, die ich dann auch fand..

Schritt 1: Benötigte Hardware:

Es gibt eine Menge Sensoren, die wir nutzen könnten. Ich habe mich jedoch für einen
relativ "bekannten" Sensor entschieden, der zugleich auch die Luftfeuchtigkeit misst.
Weiterhin arbeite ich mit einen Steckbrett, damit ich spätere Umbauten schnell umsetzen kann.
Dafür sind nötig: Steckschuhe, Kabel, ein Widerstand (4,7 kOhm), Lötkolben und Lötzinn
und natürlich den Raspberry Pin.
Keine Sorge: Viel Lötaufwand ist es nicht und selbst der Leie bekommt dies
schnell und einfach hin!

Hier habt ihr eine Auflistung der gesamten Hardware, die ich verwendet habe:
Optional:
Schritt 2: Montage aller Komponenten:

Für diejenigen unter Euch, die so gut wie noch nie oder vor sehr langer Zeit mit einem Steckbrett
gearbeitet haben, mache ich es wirklich auf die "Tippel-Tappel-Tour" langsam und Schritt für Schritt.
Spoiler:
Das Steckbrett:
Das Steckbrett, hier im Bild in einer kleinen anderen Variante, hat zwei wesentliche Merkmale.
Die Leitung für Strom (rot) und Masse (schwarz) laufen immer quer, also horizontal.
Die eigentlichen Arbeitsleitungen (gold) verlaufen vertikal, also von oben nach unten.

Um also eine Verbindung von der Strom-Schiene auf das Arbeitsfeld zu erlangen, müssen wir durch Kabel/Drähte/Widerstände/usw.
eine Brücke herstellen. Wie das aussieht, seht Ihr weiter unten.

Bild 1: Das Steckbrett
Bild

Der Sensor:

Der Sensor ist von außen betrachtet, relativ einfach aufgebaut. Wenn wir ihn vor vorn betrachten (Schrift zu sehen),
dann hat er unten vier Füßchen welche von Links nach Rechts folgende Aufgabe haben:

1. Strom
2. Datenleitung
3. Für uns keine Relevanz!
4. Die Masse

Bild

Der GPIO-Port:

Der GPIO-Port sitzt auf dem Raspberry Pi und ist die wesentliche Schnittstelle, um von
außen Impulse zu empfangen, oder an diese zu senden. Das können Sender/Fühler oder
ähnliches sein.

Alle drei Elemente sehen zusammen verbastelt so aus:

Bild

Keine Sorge, ich erkläre alles nacheinander und in aller Ruhe.
Wir fangen damit an, dass der Pi abgeklemmt ist und nicht unter Strom steht, am besten alle Kabel entfernen!
Zuerst legen wir die Stromleitungen nach und nach, bis alles passt, dann die Masse und im Anschluss das Datenkabel.

Wir nehmen unser erstes Kabel, welches auf der einen Seite einen Steckschuh und auf der anderen den
normalen Stecker hat. Jetzt stecken wir die Seite mit dem Steckschuh auf den Pi und zwar an den PIN : 1.
Dieser befindet sich (wenn das GPIO-PIN -Feld rechts oben ist) links oben. Sollte der Steckschuh etwas
wackelig auf dem PIN sitzen, einfach kurz abziehen, mit einer Zange durch (wirklich nur sehr geringen) Druck
die Hülse leicht zusammen pressen.

Das andere Ende stecken wir in die + Schiene der Steckplatine.
Jetzt brauchen wir ein Kabel (ohne Steckschuh),was von der Stromschiene auf das Arbeitsfeld geht.
Im Bild geht es von der Stromschiene auf die Nummer 28. Ein weiteres Stromkabel muss von der
Strom-Schiene auf die Schiene gesteckt werden, wo das "Strom-Beinchen (+)" des Sensors steckt.

Sehr gut, fertig mit Strom, weiter zur Masse! Wir brauchen wieder ein Kabel mit einem Steckschuh
an einem Ende des Kabels. Dieses Ende stecken wir wieder auf das GPIO-PIN -Feld, und zwar auf
den PIN 6, dieses befindet sich von rechts oben gesehen, auf der rechten Seite 3 PINs weiter unten.
Das andere Ende kommt natürlich in die Minus-Schiene (-) des Klemmbrettes.
Danach noch ein Kabel, was die Masse von der Masse-Schiene auf das Arbeitsfeld bringt und zwar
auf diese Schiene, wo der PIN 4 des Sensors eingesteckt ist.

Jetzt ist es wichtig, dass Ihr den Widerstand korrekt einsetzt. Dieser kommt in das Arbeitsfeld
und geht von Beinchen #2 des Sensors, auf die erste Stromschiene des Arbeitsfeld mit der Reihen-
bezeichnung 28! Bitte nicht vergessen!

Haben wir den Strom verlegt, die Masse und den Widerstand aufgesteckt, dann folgt als letzten
Punkt, die Verbindung der Datenleitung von Beinchen 2 zum PIN #7 auf dem GPIO-PIN-Feld
des Raspberry Pi´s.

So sieht es bei mir auf dem Steckbrett aus:
Bild

Und so das gesamte Konstrukt:
Bild
Schritt 3: Den Pi konfigurieren:

Wir haben alles richtig verkabelt, den Sensor mittels Steckbrett an den Pi angeschlossen,
so geht es weiter, zur Konfiguration des kleinen Raspberrys.

Zur Anzeige der Temperatur nutzen wir ein kleines Python-Script, welches durch eine Wordpress-Seite dargestellt wird.
Dabei werden wir folgende Reihenfolge abarbeiten:

1. Den Pi aktualisieren
2. Apache (da läuft unsere Homepage drauf), MySQL, PHP5 & PHP-MyAdmin installieren
3. Das FTP-Programm "vsftpd" installieren
4. Wordpress installieren
5. Das Python-Script einrichten

1. Den Pi aktualisieren
Spoiler:
Ich gehe jetzt davon aus, dass Ihr den Pi schon lauffähig bekommen habt und eine Grundkonfiguration
durchgeführt wurde. Es ist wichtig, dass ihr die gesamte Speicherkarte nutzt (expand in der Raspi-Config).
Solltet Ihr noch einmal die Zeitzone oder das Tastaturlayout ändern wollen, so schafft ihr dies über:

Code: Alles auswählen

sudo raspi-config
Damit wir mit der aktuellen Kernel-Version des Pi´s arbeiten, ist der erste Schritt, dass wir prüfen,
ob es davon eine neue Version gibt, dazu die passenden Zertifikate und Git-Core.
Als erstes führen wir folgenden Befehl aus:

Code: Alles auswählen

sudo apt-get install ca-certificates
Dann:

Code: Alles auswählen

sudo apt-get install git-core
und um Anschluss holen wir uns das aktuelle Update:

Code: Alles auswählen

sudo wget https://raw.github.com/Hexxeh/rpi-update/master/rpi-update  -O /usr/bin/rpi-update && sudo chmod +x /usr/bin/rpi-update
und wenden dies natürlich an:

Code: Alles auswählen

sudo rpi-update
Damit alles auch einwandfrei funktioniert, sollte ein Neustart folgen:

Code: Alles auswählen

sudo reboot
Um alle bestehenden Pakete und Abhängigkeiten auf den aktuellen Stand zu bringen, geben wir ein:

Code: Alles auswählen

sudo apt-get update
Gleich danach, wenden wir die gefunden Updates an:

Code: Alles auswählen

sudo apt-get upgrade

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