Raspberry Pi-Lettura Temperatura

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Ciao a tutti , scrivo il primo WIKI della mia vita , spero di non fare troppi errori, in ogni caso, un grazie a Davide per le info iniziali

Volevo presentare il progetto a cui sto lavorando in questi ultimi giorni , anche lui il è mio primo Raspberry. E' uno dei tanti progetti per leggere la temperatura , però volevo propinarlo lo stesso.. Intanto presentato in italiano, poi a parte la gestione elettronica, che è molto semplice. Il tutto prevede di integrare nel raspberry; un server web , un gestore di grafici rrdtools , vari script in php + bash + python, perciò anche come "palestra" per imparare una qualche funzione mi sembra utile , personalmente mi sta dando parecchi spunti. Poi funziona e ottengo il grafico della temperatura di casa .

SCHEMA PROGETTO Raspberry Temperatura

Lo scopo è visualizzare l'andamento della temperatura nel tempo , e creare un grafico con gli RRDTOOL, poi esportare il tutto su un server web esterno , per poter visualizzare il tutto anche da fuori casa , in più è stato aggiunto un modulo per leggere la temperatura esterna dal servizio weather.noaa.gov.

Il "cuore" del sistema è l'integrato DS18B20

Il principio di funzionamento e lo schema sono illustrati nella sezione 1Wire e il sensore di temperatura ds18s10

Consiglio la lettura che comprende anche i test per verificare che il sensore sia installato in modo corretto.

HARDWARE

Lista componenti

N°01 Raspberry PI versione B
N°01 Chip DS18B20
N°01 Resistenza 4,7 Kohm
N°01 Jack stereo 2,5mm da pannello
N°01 Jack 2,5 maschio
Cavo tripolare audio , lunghezza a piacere fino a 60 Metri

Collegare il pin1 (GND) del DS18B20 al pin 6 del GPIO Raspberry
Collegare il pin2 (DQ) del DS18B20 al pin 7 GPIO4 del Raspberry
Collegare il pin3 (VDD) del DS18B20 al pin 1 3,3V del GPIO Raspberry
Collegare la resistenza 4,7 Kohm tra il piedino 2 e 3 del DS18B20

Schema connessioni

Questa è l'immagine del primo prototipo

Che poi si è evoluto in

SOFTWARE

occorre che il raspberry abbia il "suo"sistema operativo già installato , la Raspbian Wheezy è perfetta.
ricordo i test di funzionamento ( 1Wire e il sensore di temperatura ds18s10 )
installiamo i moduli mancanti del sistema operativo

sudo apt-get install libwww-perl
sudo apt-get install python-paramiko
sudo apt-get install rrdtool
sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5
sudo apt-get install ftp

Creiamo una cartella dove andare a memorizzare i file degli script , i miei esempi fanno riferimento ad una cartella creata in /opt/dallas, ma non è vincolante ( DALLAS è l'iniziale della sigla DS18B20 la società che costruisce il componente NDR )
creiamo il primo file chiamato create_db.sh , questo serve per creare e inizializzare il database "round robin" utilizzato da rrdtools

Io solitamente uso il "vi" ma ognuno utilizzi il suo "editor" preferito

vi /opt/dallas/create_db.sh

#!/bin/bash
rrdtool create hometemp.rrd --start N --step 300 \
DS:temp:GAUGE:600:U:U \
DS:outtemp:GAUGE:600:U:U \
RRA:AVERAGE:0.5:1:12 \
RRA:AVERAGE:0.5:1:288 \
RRA:AVERAGE:0.5:12:168 \
RRA:AVERAGE:0.5:12:720 \
RRA:AVERAGE:0.5:288:365

Ricordiamoci di renderlo eseguibile con:

chmod +x /opt/dallas/create_db.sh

Creiamo il file create_graphs.sh questo script crea l'andamento giornaliero, settimanale, mensile e annuale sulla base dei dati memorizzati nel database rrdtool

vi /opt/dallas/create_graphs.sh

#!/bin/bash
DIR="/opt/dallas"
#set to C if using Celsius
TEMP_SCALE="C"
#define the desired colors for the graphs
INTEMP_COLOR="#CC0000"
OUTTEMP_COLOR="#0000FF"
#hourly
rrdtool graph $DIR/temp_hourly.png --start -4h \
DEF:temp=$DIR/hometemp.rrd:temp:AVERAGE \
AREA:temp$INTEMP_COLOR:"Inside Temperature [deg $TEMP_SCALE]" \
DEF:outtemp=$DIR/hometemp.rrd:outtemp:AVERAGE \
LINE1:outtemp$OUTTEMP_COLOR:"Outside Temperature [deg $TEMP_SCALE]"
#daily
rrdtool graph $DIR/temp_daily.png --start -1d \
DEF:temp=$DIR/hometemp.rrd:temp:AVERAGE \
AREA:temp$INTEMP_COLOR:"Inside Temperature [deg $TEMP_SCALE]" \
DEF:outtemp=$DIR/hometemp.rrd:outtemp:AVERAGE \
LINE1:outtemp$OUTTEMP_COLOR:"Outside Temperature [deg $TEMP_SCALE]"
#weekly
rrdtool graph $DIR/temp_weekly.png --start -1w \
DEF:temp=$DIR/hometemp.rrd:temp:AVERAGE \
DEF:outtemp=$DIR/hometemp.rrd:outtemp:AVERAGE \
AREA:temp$INTEMP_COLOR:"Inside Temperature [deg $TEMP_SCALE]" \
LINE1:outtemp$OUTTEMP_COLOR:"Outside Temperature [deg $TEMP_SCALE]"
#monthly
rrdtool graph $DIR/temp_monthly.png --start -1m \
DEF:temp=$DIR/hometemp.rrd:temp:AVERAGE \
DEF:outtemp=$DIR/hometemp.rrd:outtemp:AVERAGE \
AREA:temp$INTEMP_COLOR:"Inside Temperature [deg F]" \
LINE1:outtemp$OUTTEMP_COLOR:"Outside Temperature [deg F]"
#yearly
rrdtool graph $DIR/temp_yearly.png --start -1y \
DEF:temp=$DIR/hometemp.rrd:temp:AVERAGE \
DEF:outtemp=$DIR/hometemp.rrd:outtemp:AVERAGE \
AREA:temp$INTEMP_COLOR:"Inside Temperature [deg $TEMP_SCALE]" \
LINE1:outtemp$OUTTEMP_COLOR:"Outside Temperature [deg $TEMP_SCALE]"
#aggiorna server web locale
cp $DIR/*.png /var/www/.
#aggiorna server web esterno 
#/opt/dallas/ftp_graphs.sh

rendiamo sempre il file eseguibile

chmod +x /opt/dallas/create_graphs.sh

Creiamo il file get_temp.pl questo è il fle che va a leggere i dati dal sensore , perciò nella riga

$output = `sudo cat /sys/bus/w1/devices/10-0008027acdab/w1_slave 2>&1`;

Occorre mettere il codice del vostro sensore DS , ricordo che i sensori sono serializzati, ogni sensore ha un codice diverso, e nella riga

my $metar_url = 'http://weather.noaa.gov/pub/data/observations/metar/stations/LIMP.TXT';

La sigla LIMP.TXT sta per Parma , ognuno poi metterà il codice della sua zona secondo la tabella di weather.noaa.gov, io ho messo PR , purtroppo Reggio non avendo aereoporto non è contemplata

vi /opt/dallas/get_temp.pl

#!/usr/bin/perl
use LWP::UserAgent;
my $dir = '/opt/dallas';
my $metar_url = 'http://weather.noaa.gov/pub/data/observations/metar/stations/LIMP.TXT';
my $is_celsius = 1; #set to 1 if using Celsius
my $ua = new LWP::UserAgent;
$ua->timeout(120);
my $request = new HTTP::Request('GET', $metar_url);
my $response = $ua->request($request);
my $metar= $response->content();
$metar =~ /([\s|M])(\d{2})\//g;
$outtemp = ($1 eq 'M') ? $2 * -1 : $2; #'M' in a METAR report signifies below 0 temps
$outtemp = ($is_celsius) ? $outtemp + 0 : ($outtemp * 9/5) + 32;
$modules = `cat /proc/modules`;
if ($modules =~ /w1_therm/ && $modules =~ /w1_gpio/)
{
       #modules installed
}
else
{
       $gpio = `sudo modprobe w1-gpio`;
       $therm = `sudo modprobe w1-therm`;
}
$output = "";
$attempts = 0;
while ($output !~ /YES/g && $attempts < 5)
{
       $output = `sudo cat /sys/bus/w1/devices/10-0008027d7cb0/w1_slave 2>&1`;
       if($output =~ /No such file or directory/)
       {
               print "Could not find DS18B20\n";
               last;
       }
       elsif($output !~ /NO/g)
       {
               $output =~ /t=(\d+)/i;
               $temp = ($is_celsius) ? ($1 / 1000) : ($1 / 1000) * 9/5 + 32;
               $rrd = `/usr/bin/rrdtool update /$dir/hometemp.rrd N:$temp:$outtemp`;
       }
       $attempts++;
}
$file = '/var/www/temperatura.txt';
open(INFO, ">$file");
print INFO "$temp\n";
close(INFO)
#print "Outside temp: $outtemp\n";
#print "Inside temp: $temp\n";

Rendiamo sempre eseguibile il file

chmod +x /opt/dallas/get_temp.pl

Andiamo a creare gli utimi 3 file, che però servono solo a traferire i dati su un server web esterno , utilizzando il protocollo ftp, questo script va utilizzato in abbinamento al file /root/.netrc . Nel file .netrc vengono memorizzati i dati di accesso all'aera ftp con la password in chiaro .

vi /root/.netrc

machine NOME.SERVER.FTP
login NOME_UTENTE
password PASSWORD_FTP_UTENTE

poi il comando chmod 0600 /root/.netrc

File contenente la lista dei file da trasferire

vi /opt/dallas/lista

prompt on
binary
mput *.png

E infine lo script per iniziare l'upload verso il sito esterno

vi /opt/dallas/ftp_graphs.sh

#!/bin/bash
cd /opt/dallas
ftp NOME.SERVER.FTP < lista

Rendere eseguibile il file con chmod +x /opt/dallas/ftp_graphs.sh

Ultimo file , va creato in /var/www è il file in php che genera la pagina web, da richiamare

vi /var/www/temperature.php

Questo file, lo allego in formato pdf temperature.pdf, essendo in formato php/html va in "contrasto" con il sistema wiki File:Temperature.pdf

COLLAUDO

Ora eseguire nell'ordine i seguenti programmi

/opt/dallas/create_db.sh
/opt/dallas/get_temp.pl
/opt/dallas/create_graphs.sh
da un pc della rete htp://IP_RASPBERRY/temperature.php

Se tutto OK , inserire nel crontab i 2 script , vedi questo come esempio

/5 * * * * /opt/dallas/get_temp.pl
/5 * * * * /opt/dallas/create_graphs.sh

e togliere il #dall'ultima riga di /opt/dallas/create_graphs.sh , per abilitare il trasferimento ftp verso il sito

WORK IN PROGRESS

Tutto quello che ho scritto e realizzato , è stato ispirato da varie letture e da questo progetto

http://blog.turningdigital.com/2012/09/raspberry-pi-ds18b20-temperature-sensor-rrdtool/

Manca ancora di tradurre un paio di scritte in Inglese e implementare ulteriori funzioni , tipo:

modulo per Nagios
allarmi di sovra/sotto temperatura a mezzo email , oppure chiudendo un contatto di un relè
Oppure mi viene in mente come modulo di un eventuale controllo temperatura di un appartamento , controllabile da remoto

Qua link al "mio" http://www.ferrarini.info/temperature.php

le temperature negative , anomale per il periodo, erano le lettura di una stazione meterologica USA

ATTENZIONE a dove posizionare il jack per il sensore di temperatura. se guardate la foto , il "mio" jack stereo da 2,5" è finito proprio sopra il regolatore di tensione ... Io ho costruito 2 sonde una "corta" e una con un cavetto di 2 metri ( vedi foto ) . La sonda "corta" non funziona perchè il regolatore interno di tensione scalda il connettore metallico... Falsando le misure :(

--Luca 09:54, 19 mar 2013 (CET)

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