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Lektion 18: Temperatursensor-Modul (DS18B20)

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie mit einem Raspberry Pi Temperaturdaten von einem DS18B20-Temperatursensor auslesen. Sie werden verstehen, wie Sie die Geräte-Datei des Sensors finden, seine Rohdaten lesen und analysieren sowie diese Daten in Celsius- und Fahrenheit-Werte umwandeln können.

Erforderliche 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 untenstehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
Temperatursensormodul (DS18B20)	-
Steckbrett	KAUFEN

Verkabelung

Code

Bemerkung

Das DS18B20-Modul kommuniziert mit dem Raspberry Pi über das One-Wire-Protokoll. Bevor Sie den Code ausführen, müssen Sie die One-Wire-Funktion des Raspberry Pi aktivieren. Sie können dieses Tutorial verwenden: 1-Wire-Konfiguration.

import glob
import time

# Path to the directory containing device files for 1-wire devices
base_dir = "/sys/bus/w1/devices/"

# Finds the first device folder that starts with "28", specific to DS18B20
device_folder = glob.glob(base_dir + "28*")[0]

# Device file containing the temperature data
device_file = device_folder + "/w1_slave"


def read_temp_raw():
    # Reads raw temperature data from the sensor
    f = open(device_file, "r")
    lines = f.readlines()
    f.close()
    return lines


def read_temp():
    # Parses the raw temperature data and converts it to Celsius and Fahrenheit
    lines = read_temp_raw()
    # Waits for a valid temperature reading
    while lines[0].strip()[-3:] != "YES":
        time.sleep(0.2)
        lines = read_temp_raw()
    equals_pos = lines[1].find("t=")
    if equals_pos != -1:
        temp_string = lines[1][equals_pos + 2 :]
        temp_c = float(temp_string) / 1000.0  # Convert to Celsius
        temp_f = temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0  # Convert to Fahrenheit
        return temp_c, temp_f


try:
    # Main loop to continuously read and print temperature
    while True:
        temp_c, temp_f = read_temp()
        formatted_output = f"Temperature: {temp_c:.2f}°C / {temp_f:.2f}°F"
        print(formatted_output)
        time.sleep(1)  # Wait for 1 second between readings
except KeyboardInterrupt:
    # Gracefully exit the program on CTRL+C
    print("Exit")

Code-Analyse

Notwendige Bibliotheken importieren

Die glob-Bibliothek wird verwendet, um das Geräteverzeichnis des Temperatursensors zu durchsuchen. Die time-Bibliothek wird verwendet, um Verzögerungen im Programm zu implementieren.
```
import glob
import time
```
Auffinden der Geräte-Datei des Temperatursensors

Der Code sucht das Verzeichnis des DS18B20-Sensors, indem er nach einem Ordnernamen sucht, der mit „28“ beginnt. Die Gerätedatei w1_slave enthält die Temperaturdaten.
```
base_dir = "/sys/bus/w1/devices/"
device_folder = glob.glob(base_dir + "28*")[0]
device_file = device_folder + "/w1_slave"
```
Lesen der rohen Temperaturdaten

Diese Funktion öffnet die Gerätedatei und liest deren Inhalt. Sie gibt die rohen Temperaturdaten als Liste von Zeichenfolgen zurück.
```
def read_temp_raw():
    f = open(device_file, "r")
    lines = f.readlines()
    f.close()
    return lines
```

Analysieren und Umwandeln der Temperaturdaten

Die Funktion read_temp ruft read_temp_raw auf, um die Rohdaten zu erhalten. Sie wartet auf eine gültige Temperaturmessung und extrahiert, analysiert und wandelt dann die Temperatur in Celsius und Fahrenheit um.

def read_temp():
    lines = read_temp_raw()
    while lines[0].strip()[-3:] != "YES":
        time.sleep(0.2)
        lines = read_temp_raw()
    equals_pos = lines[1].find("t=")
    if equals_pos != -1:
        temp_string = lines[1][equals_pos + 2 :]
        temp_c = float(temp_string) / 1000.0
        temp_f = temp_c * 9.0 / 5.0 + 32.0
        return temp_c, temp_f

Hauptprogrammschleife und sauberes Beenden

Der try-Block enthält eine Endlosschleife, um die Temperatur kontinuierlich auszulesen und anzuzeigen. Der except-Block fängt eine KeyboardInterrupt ab, um das Programm sauber zu beenden.

try:
    while True:
        temp_c, temp_f = read_temp()
        formatted_output = f"Temperature: {temp_c:.2f}°C / {temp_f:.2f}°F"
        print(formatted_output)
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    print("Exit")