注釈

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レッスン18: 温度センサーモジュール (DS18B20)

このレッスンでは、Raspberry Piを使用してDS18B20温度センサーから温度データを読み取る方法を学びます。センサーのデバイスファイルを見つけ、その生データを読み取り、解析し、このデータを摂氏および華氏の温度に変換する方法を理解します。

Required Components

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

全セットを購入するのが便利です。リンクはこちら：

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

以下のリンクから個別に購入することもできます。

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	-
温度センサーモジュール (DS18B20)	-
ブレッドボード	購入

Wiring

Code

注釈

DS18B20モジュールはonewireプロトコルを使用してRaspberry Piと通信します。コードを実行する前に、Raspberry Piのonewire機能を有効にする必要があります。このチュートリアルを参照してください：1-Wireの設定.

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 Analysis

必要なライブラリのインポート

glob ライブラリは温度センサーのデバイスフォルダを検索するために使用されます。 time ライブラリはプログラム内で遅延を実装するために使用されます。
```
import glob
import time
```
温度センサーデバイスファイルの位置特定

コードは "28" で始まるフォルダ名を探すことでDS18B20センサーのディレクトリを検索します。デバイスファイル w1_slave には温度データが含まれています。
```
base_dir = "/sys/bus/w1/devices/"
device_folder = glob.glob(base_dir + "28*")[0]
device_file = device_folder + "/w1_slave"
```
生の温度データの読み取り

この関数はデバイスファイルを開き、その内容を読み取ります。生の温度データを文字列のリストとして返します。
```
def read_temp_raw():
    f = open(device_file, "r")
    lines = f.readlines()
    f.close()
    return lines
```

温度データの解析と変換

read_temp 関数は read_temp_raw を呼び出して生データを取得します。有効な温度読み取りを待ってから、温度を抽出、解析し、摂氏と華氏に変換します。

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

メインプログラムループと正常終了

try ブロックは温度を継続的に読み取り表示する無限ループを含みます。 except ブロックは KeyboardInterrupt をキャッチしてプログラムを正常に終了します。

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")