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토양 수분 측정 - Raspberry Pi

이 수업의 이번 부분에서는 Raspberry Pi에 정전식 토양 수분 센서를 추가하고 센서로부터 값을 읽는 방법을 배웁니다.

하드웨어

Raspberry Pi에는 정전식 토양 수분 센서가 필요합니다.

사용할 센서는 정전식 토양 수분 센서로, 토양의 정전 용량을 감지하여 토양 수분을 측정합니다. 토양의 수분이 변하면 정전 용량도 변합니다. 토양 수분이 증가하면 전압이 감소합니다.

이 센서는 아날로그 센서로, 아날로그 핀을 사용하며, Pi의 Grove Base Hat에 있는 10비트 ADC를 통해 전압을 디지털 신호(1-1,023)로 변환합니다. 변환된 신호는 Pi의 GPIO 핀을 통해 I2C로 전송됩니다.

토양 수분 센서 연결하기

Grove 토양 수분 센서를 Raspberry Pi에 연결할 수 있습니다.

작업 - 토양 수분 센서 연결하기

토양 수분 센서를 연결하세요.

Grove 케이블의 한쪽 끝을 토양 수분 센서의 소켓에 삽입합니다. 케이블은 한 방향으로만 삽입됩니다.
Raspberry Pi의 전원을 끈 상태에서, Grove 케이블의 다른 쪽 끝을 Pi에 부착된 Grove Base Hat의 A0로 표시된 아날로그 소켓에 연결합니다. 이 소켓은 GPIO 핀 옆에 있는 소켓 행에서 오른쪽에서 두 번째입니다.

토양에 토양 수분 센서를 삽입합니다. 센서에는 '최고 위치 라인'이라는 흰색 선이 있습니다. 이 선까지 센서를 삽입하되, 선을 넘지 않도록 합니다.

토양 수분 센서 프로그래밍하기

이제 Raspberry Pi를 프로그래밍하여 연결된 토양 수분 센서를 사용할 수 있습니다.

작업 - 토양 수분 센서 프로그래밍하기

장치를 프로그래밍하세요.

Pi의 전원을 켜고 부팅이 완료될 때까지 기다립니다.
VS Code를 실행합니다. Pi에서 직접 실행하거나 Remote SSH 확장을 통해 연결할 수 있습니다.

⚠️ 필요하면 야간 조명 - 수업 1에서 VS Code 설정 및 실행 방법을 참조하세요.
터미널에서 pi 사용자 홈 디렉토리에 soil-moisture-sensor라는 새 폴더를 만듭니다. 이 폴더에 app.py라는 파일을 생성합니다.
VS Code에서 이 폴더를 엽니다.
app.py 파일에 다음 코드를 추가하여 필요한 라이브러리를 가져옵니다:
```
import time
from grove.adc import ADC
```
import time 문은 나중에 이 과제에서 사용할 time 모듈을 가져옵니다.

from grove.adc import ADC 문은 Grove Python 라이브러리에서 ADC를 가져옵니다. 이 라이브러리는 Pi Base Hat의 아날로그-디지털 변환기와 상호작용하고 아날로그 센서에서 전압을 읽는 코드를 포함하고 있습니다.
아래에 다음 코드를 추가하여 ADC 클래스의 인스턴스를 생성합니다:
```
adc = ADC()
```
A0 핀에서 ADC를 읽고 결과를 콘솔에 출력하는 무한 루프를 추가합니다. 이 루프는 읽기 사이에 10초 동안 대기할 수 있습니다.
```
while True:
    soil_moisture = adc.read(0)
    print("Soil moisture:", soil_moisture)

    time.sleep(10)
```
Python 앱을 실행합니다. 콘솔에 토양 수분 측정값이 출력됩니다. 토양에 물을 추가하거나 센서를 토양에서 제거하여 값이 변하는 것을 확인하세요.
```
pi@raspberrypi:~/soil-moisture-sensor $ python3 app.py 
Soil moisture: 615
Soil moisture: 612
Soil moisture: 498
Soil moisture: 493
Soil moisture: 490
Soil Moisture: 388
```
위의 예제 출력에서 물을 추가하면 전압이 감소하는 것을 볼 수 있습니다.

💁 이 코드는 code/pi 폴더에서 찾을 수 있습니다.

😀 토양 수분 센서 프로그램이 성공적으로 작동했습니다!

면책 조항:
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