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Temperatur messen - Virtuelle IoT-Hardware

In diesem Teil der Lektion fügen Sie Ihrem virtuellen IoT-Gerät einen Temperatursensor hinzu.

Virtuelle Hardware

Das virtuelle IoT-Gerät verwendet einen simulierten Grove Digital Humidity and Temperature Sensor. Dies hält das Labor identisch mit der Verwendung eines Raspberry Pi mit einem physischen Grove DHT11-Sensor.

Der Sensor kombiniert einen Temperatursensor mit einem Feuchtigkeitssensor, aber in diesem Labor konzentrieren Sie sich nur auf die Komponente des Temperatursensors. In einem physischen IoT-Gerät wäre der Temperatursensor ein Thermistor, der die Temperatur misst, indem er eine Änderung des Widerstands bei Temperaturänderungen erkennt. Temperatursensoren sind normalerweise digitale Sensoren, die den gemessenen Widerstand intern in eine Temperatur in Grad Celsius (oder Kelvin oder Fahrenheit) umwandeln.

Sensoren zu CounterFit hinzufügen

Um einen virtuellen Feuchtigkeits- und Temperatursensor zu verwenden, müssen Sie die beiden Sensoren zur CounterFit-App hinzufügen.

Aufgabe - Sensoren zu CounterFit hinzufügen

Fügen Sie die Feuchtigkeits- und Temperatursensoren zur CounterFit-App hinzu.

1. Erstellen Sie eine neue Python-App auf Ihrem Computer in einem Ordner namens temperature-sensor mit einer einzigen Datei namens app.py und einer Python-virtuellen Umgebung, und fügen Sie die CounterFit-Pip-Pakete hinzu.

   ⚠️ Sie können sich bei Bedarf auf die Anweisungen zum Erstellen und Einrichten eines CounterFit-Python-Projekts in Lektion 1 beziehen.

2. Installieren Sie ein zusätzliches Pip-Paket, um einen CounterFit-Shim für den DHT11-Sensor zu installieren. Stellen Sie sicher, dass Sie dies von einem Terminal mit aktivierter virtueller Umgebung aus installieren.

   pip install counterfit-shims-seeed-python-dht
   

3. Stellen Sie sicher, dass die CounterFit-Web-App läuft.

4. Erstellen Sie einen Feuchtigkeitssensor:

   1. Im Create sensor-Feld im Sensors-Bereich, öffnen Sie das Dropdown-Menü Sensor type und wählen Sie Humidity.

   2. Lassen Sie die Units auf Percentage eingestellt.

   3. Stellen Sie sicher, dass der Pin auf 5 gesetzt ist.

   4. Wählen Sie die Schaltfläche Add, um den Feuchtigkeitssensor auf Pin 5 zu erstellen.

   

   Der Feuchtigkeitssensor wird erstellt und erscheint in der Sensorenliste.

   

5. Erstellen Sie einen Temperatursensor:

   1. Im Create sensor-Feld im Sensors-Bereich, öffnen Sie das Dropdown-Menü Sensor type und wählen Sie Temperature.

   2. Lassen Sie die Units auf Celsius eingestellt.

   3. Stellen Sie sicher, dass der Pin auf 6 gesetzt ist.

   4. Wählen Sie die Schaltfläche Add, um den Temperatursensor auf Pin 6 zu erstellen.

   

   Der Temperatursensor wird erstellt und erscheint in der Sensorenliste.

   

Programmieren der Temperatursensor-App

Die Temperatursensor-App kann nun mit den CounterFit-Sensoren programmiert werden.

Aufgabe - Programmieren der Temperatursensor-App

Programmieren Sie die Temperatursensor-App.

1. Stellen Sie sicher, dass die temperature-sensor-App in VS Code geöffnet ist.

2. Öffnen Sie die Datei app.py.

3. Fügen Sie den folgenden Code oben in app.py ein, um die App mit CounterFit zu verbinden:

   from counterfit_connection import CounterFitConnection
   CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)
   

4. Fügen Sie den folgenden Code in die Datei app.py ein, um die erforderlichen Bibliotheken zu importieren:

   import time
   from counterfit_shims_seeed_python_dht import DHT
   

   Die Anweisung from seeed_dht import DHT importiert die DHT-Sensor-Klasse, um mit einem virtuellen Grove-Temperatursensor über einen Shim aus dem Modul counterfit_shims_seeed_python_dht zu interagieren.

5. Fügen Sie den folgenden Code nach dem oben genannten Code ein, um eine Instanz der Klasse zu erstellen, die den virtuellen Feuchtigkeits- und Temperatursensor verwaltet:

   sensor = DHT("11", 5)
   

   Dies deklariert eine Instanz der DHT-Klasse, die den virtuellen Digitalen Humidity- und Temperature-Sensor verwaltet. Der erste Parameter gibt an, dass der verwendete Sensor ein virtueller DHT11-Sensor ist. Der zweite Parameter gibt an, dass der Sensor an Port 5 angeschlossen ist.

   💁 CounterFit simuliert diesen kombinierten Feuchtigkeits- und Temperatursensor, indem es sich mit zwei Sensoren verbindet: einem Feuchtigkeitssensor an dem Pin, der bei der Erstellung der DHT-Klasse angegeben wird, und einem Temperatursensor, der am nächsten Pin läuft. Wenn der Feuchtigkeitssensor an Pin 5 ist, erwartet der Shim, dass der Temperatursensor an Pin 6 ist.

6. Fügen Sie eine Endlosschleife nach dem oben genannten Code ein, um den Wert des Temperatursensors abzufragen und ihn in der Konsole auszugeben:

   while True:
       _, temp = sensor.read()
       print(f'Temperature {temp}°C')
   

   Der Aufruf von sensor.read() gibt ein Tupel aus Feuchtigkeit und Temperatur zurück. Sie benötigen nur den Temperaturwert, daher wird die Feuchtigkeit ignoriert. Der Temperaturwert wird dann in der Konsole ausgegeben.

7. Fügen Sie am Ende der Schleife eine kurze Pause von zehn Sekunden ein, da die Temperaturwerte nicht kontinuierlich überprüft werden müssen. Eine Pause reduziert den Stromverbrauch des Geräts.

   time.sleep(10)
   

8. Führen Sie im VS Code-Terminal mit aktivierter virtueller Umgebung den folgenden Befehl aus, um Ihre Python-App auszuführen:

   python app.py
   

9. Ändern Sie in der CounterFit-App den Wert des Temperatursensors, der von der App gelesen wird. Sie können dies auf zwei Arten tun:

   • Geben Sie eine Zahl in das Value-Feld des Temperatursensors ein und wählen Sie die Schaltfläche Set. Die eingegebene Zahl wird der Wert sein, den der Sensor zurückgibt.

   • Aktivieren Sie das Random-Kontrollkästchen und geben Sie einen Min- und Max-Wert ein, dann wählen Sie die Schaltfläche Set. Jedes Mal, wenn der Sensor einen Wert liest, wird eine Zufallszahl zwischen Min und Max gelesen.

   Sie sollten die von Ihnen festgelegten Werte in der Konsole sehen. Ändern Sie die Value- oder Random-Einstellungen, um den Wert zu ändern.

   (.venv) ➜  temperature-sensor python app.py
   Temperature 28.25°C
   Temperature 30.71°C
   Temperature 25.17°C
   

💁 Sie finden diesen Code im Ordner code-temperature/virtual-device.

😀 Ihr Temperatursensor-Programm war ein Erfolg!

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