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Lektion 02: Kapazitives Bodenfeuchtemodul

Bemerkung

Der Raspberry Pi verfügt nicht über analoge Eingabemöglichkeiten, daher benötigt er ein Modul wie den PCF8591 ADC-DAC-Wandlermodul, um analoge Signale für die Verarbeitung zu lesen.

In diesem Tutorial werden wir erkunden, wie man die Bodenfeuchtigkeit mit einem Raspberry Pi überwacht. Sie lernen, einen kapazitiven Bodenfeuchtesensor mit dem PCF8591-Modul für die Analog-Digital-Umwandlung einzurichten und Python zu verwenden, um kontinuierlich den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens zu verfolgen. Dieses Projekt ist eine praktische Einführung in Sensoren, ADCs (Analog-Digital-Wandler) und Echtzeitdatenüberwachung auf dem Raspberry Pi.

Benötigte Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die unten stehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
Kapazitiver Bodenfeuchtesensor	KAUFEN
PCF8591 ADC-DAC-Wandlermodul	KAUFEN

Verkabelung

../_images/Lesson_02_Soil_Moisture_Module_pi_bb.png

Code

import PCF8591 as ADC  # Import PCF8591 module
import time  # Import time for delay

ADC.setup(0x48)  # Initialize PCF8591 at address 0x48

try:
    while True:  # Continuously read and print moisture level
        print(ADC.read(1))  # Read from Soil Moisture Sensor at AIN1
        time.sleep(0.2)  # Delay of 0.2 seconds
except KeyboardInterrupt:
    print("Exit")  # Exit on CTRL+C

Code-Analyse

Bibliotheken importieren:

In diesem Abschnitt werden die notwendigen Python-Bibliotheken importiert. Die Bibliothek PCF8591 wird zur Interaktion mit dem PCF8591-Modul verwendet, und time dient zur Implementierung von Verzögerungen im Code.
```
import PCF8591 as ADC  # Import PCF8591 module
import time  # Import time for delay
```
PCF8591-Modul initialisieren:

Hier wird das PCF8591-Modul initialisiert. Die Adresse 0x48 ist die I²C-Adresse des PCF8591-Moduls. Dies ist notwendig, damit der Raspberry Pi mit dem Modul kommunizieren kann.
```
ADC.setup(0x48)  # Initialize PCF8591 at address 0x48
```
Hauptschleife und Datenerfassung:

Der try-Block enthält eine kontinuierliche Schleife, die ständig Daten vom kapazitiven Bodenfeuchtemodul liest. Die Funktion ADC.read(1) erfasst die analoge Eingabe vom Sensor, der an Kanal 1 (AIN1) des PCF8591-Moduls angeschlossen ist. Durch Einfügen eines time.sleep(0.2) wird eine Pause von 0,2 Sekunden zwischen jeder Ablesung erstellt. Dies hilft nicht nur, die CPU-Auslastung des Raspberry Pi zu reduzieren, indem übermäßige Datenverarbeitungsanforderungen vermieden werden, sondern verhindert auch, dass das Terminal mit schnell scrollenden Informationen überflutet wird, wodurch die Überwachung und Analyse der Ausgabe erleichtert wird.
```
try:
    while True:  # Continuously read and print moisture level
        print(ADC.read(1))  # Read from Soil Moisture Sensor at AIN1
        time.sleep(0.2)  # Delay of 0.2 seconds
```
Behandlung von Tastaturunterbrechungen:

Der except-Block ist dafür vorgesehen, eine KeyboardInterrupt (wie das Drücken von STRG+C) abzufangen. Wenn diese Unterbrechung auftritt, druckt das Skript „exit“ und stoppt die Ausführung. Dies ist eine übliche Methode, um ein kontinuierlich laufendes Skript in Python sauber zu beenden.
```
except KeyboardInterrupt:
    print("exit")  # Exit on CTRL+C
```