I<+>2<+>C, Teil 10: Bodenfeuchtigkeit, Helligkeit und Temperatur messen

© Robert Byron, 123RF

Wetterfühler

Empfindliche Pflanzen brauchen die passende Pflege. Mithilfe eines entsprechenden Sensors werten Sie die jeweiligen Parameter auf dem Raspberry Pi aus.

Wer empfindliche und unter Umständen teure Pflanzen in seinem Garten arrangiert, sorgt sich oft um die optimalen Bedingungen. Ein Sensor liefert alle relevanten Daten, die Sie brauchen, um die Gewächse optimal zu pflegen. Das I2C-Modul misst Bodenfeuchte, Helligkeit und Temperatur und überträgt die Werte über den entsprechenden Bus.

Der Sensor für diesen Workshop selbst hat keine Kennung: Es handelt sich um einen ATTINY44A-Mikrocontroller, der auf einer Platine verbaut ist. Auf diesem läuft ein Programm, das die Messwerte ermittelt. Über den I2C-Bus lesen Sie diese vom Raspberry Pi aus einfach ein. Alle dazu nötigen elektronischen Komponenten befinden sich auf einer (bis auf die Kontakte) wasserdicht beschichteten Platine.

Sensor

Zu unserem Sensor mit dem sinnigen Namen Chirp – es handelt sich um quelloffene Hardware — gibt es kein Datenblatt im Internet. Daher liefert die Tabelle "Sensordaten" die wichtigsten technischen Daten. Am I2C-Bus belegt der Sensor in der Voreinstellung die Adresse 0x20h. Es besteht aber die Möglichkeit, die Adresse softwareseitig zu ändern. Auf der Chirp-Homepage [1] finden sich noch weitere interessante Informationen, bei Bedarf bestellen Sie den Messchip online [2].

Sensordaten

I2C-Adresse

0x20h

Betriebstemperatur

0 bis 85 Grad Celsius

Versorgungsspannung

3,3 bis 5 Volt

Stromverbrauch

Leerlauf bei 5 Volt

1,1 mA

Leerlauf bei 3,3 Volt

0,7 mA

Messen bei 5 Volt

14 mA

Messen bei 3,3 Volt

7,8 mA

Kontinuierliches Messen bei 5 Volt

4,5 mA

Kontinuierliches Messen bei 3,3 Volt

2,8 mA

Sie schließen den Sensor eins zu eins seiner Beschriftung entsprechend an den Raspberry Pi an (Tabelle "Verbindung"). Zusätzliche Bauteile benötigen Sie nicht, da der Raspberry Pi den I2C-Bus bereits terminiert. Daher sieht unser Testaufbau diesmal sehr übersichtlich aus (Abbildung 1)

Verbindung

Sensor

RasPi

VCC

3,3 Volt

GND

GND

SDA

SDA

SCL

SCL

Abbildung 1: Der Testaufbau fällt bei diesem Baustein simpel aus, da Sie keine weiteren Elemente mehr benötigen, um den Sensor in Betrieb zu nehmen.

Testumgebung

In den letzten Teilen dieser Reihe kam immer eine Java-Umgebung zum Einsatz, dieser Teil baut nun auf C-Programmen auf. Dafür richten Sie sich eine passende Umgebung ein. Im ersten Schritt laden Sie das aktuelle Raspbian "Jessie" Lite herunter und schreiben es auf eine SD-Karte. Das klappt am schnellsten direkt auf der Konsole.

Beim Befehl dd geben Sie dann für den Parameter of das passende Gerät an (Listing 1, letzte Zeile). Vermutlich greifen Sie auf ein neueres Image als das von uns verwendete 2016-03-18 zurück – in diesem Fall passen Sie den Namen des Images beim Parameter if ebenfalls an. Jetzt stecken Sie die Karte in den RasPi und booten diesen. Um problemlos über das Netzwerk auf dem Mini-PC zu arbeiten, aktivieren Sie via raspi-config den SSH-Daemon, um später komfortabel per SSH auf dem RasPi zu arbeiten. Den Platz auf der SD-Karte erweitern Sie bei dieser Gelegenheit ebenfalls.

Aktivieren Sie außerdem unter Advanced Options die I2C-Schnittstelle, sonst bleibt die Kommunikation recht einseitig. Falls Sie tatsächlich noch nie mit raspi-config gearbeitet haben, finden sich im Internet Anleitungen dazu.

Listing 1

 

$ wget https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_lite_latest
$ unzip raspbian_lite_latest
$ sudo dd if=2016-03-18-raspbian-jessie-lite.img of=Gerät

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