常用Raspberry Pi周边传感器的使用教程

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在Raspberry Pi 的使用和开发过程中，你可能时常需要一些硬件和传感器等来支持你的开发工作，例如，加入一个超声波测距的模块来让你的Raspberry Pi具备测距功能，加入一个测温模块以实现测温功能。今天我们为你准备了10款最常用的传感器与Raspberry Pi 结合使用的例程，你可以在你的开发工作中直接使用这些例程，也可以稍做更改以接入更多的传感器至你的Raspberry Pi项目当中。            　　本文以SeeedStudio公司开发的Grove电子模块系列为例，当然，你也可以在更多的硬件公司如Sparkfun、dfrobot购买到类似的模块。 1.距离监测 　　超声波测距是一种常用的测距方法，其原理是将超声波脉冲发射到空气中，当遇到测量后反射至接收端，处理器通过测量返回时间计算出障碍物距离。Grove-Ultrasonic Ranger具有四个引脚，分别是电源、地、信号引脚，还有一个管脚悬空。     　　将Raspberry Pi和模块按下列方式进行连接：     　　从github上签出代码后，在Raspberry Pi终端LXTerminal里输入： 　　cd “Grove – Ultrasonic Ranger” 　　sudo python ultrasonic.py 　　Raspberry Pi 即可驱动Ultrasonic Ranger模块进行工作：   2. 红外人体检测 　　红外人体传感器用以检测某个范围内是否有人体的运动，常用于楼道灯控制、防盗装置、自动门等设施中。本例中将该传感器和Raspberry Pi进行连接，当传感器检测到人体运动信号时，其输出信号至Raspberry Pi中。   　　将Raspberry Pi与该模块按下列方式进行连接：   　　进入到签出的代码目录中，执行： 　　cd “Grove – PIR Motion Sensor” 　　sudo python PIR_sensor.py 　　当传感器监测到人体活动后，Raspberry Pi 输出结果：   3. 温、湿度测量 　　环境监测中最常用的是温、湿度的自动检测。常用的温湿度传感器使用单总线协议同处理器通信，将温湿度测量值输出至Raspberry Pi端。在本例程中，使用Grove - Temperature and Humidity Sensor Pro模块(DHT22) 进行温湿度的测量。   　　连接示意图：   　　Temperature and Humidity Sensor示例代码使用C语言开发，下载代码后需要进行编译，进入源码目录后，在终端输入： 　　cd “Grove - Temperature and Humidity Sensor Pro” 　　make 　　进行编译，然后输入下面命令执行示例： 　　sudo ./Seeed_DHT22 　　Raspberry Pi工作效果：   4.实时时钟 　　Raspberry Pi 自身是没有RTC的，某些场景下，使用外部的RTC模块为Raspberry Pi提供实时时钟就显得非常有必要。本例中使用Grove-RTC为Raspberry Pi提供实时时钟，该模块使用I2C同Raspberry Pi进行通信。   　　连接示意图：   　　Grove RTC模块可以直接连接Raspberry Pi的5V引脚，不过在使用RTC之前需要先配置I2C。 　　1.首先安装Linux I2C 驱动模块： 　　sudo aptitude install i2c-tools libi2c-dev 　　2. 装载i2c-bcm2708和rtc-ds1307： 　　sudo modprode i2c-bcm2708 　　sudo modprobe rtc-ds1307 　　I2C 配置完成之后，如果是Raspberry Pi的Model B，这时在终端输入： 　　sudo i2cdetect –y 1 　　当然，如果是 Raspberry Pi的Model A，则输入： 　　sudo i2cdetect –y 0 　　这时候就可以看到下图的输出信息：   　　接下来，将获的RTC硬件地址信息添加到I2C设备中，在终端输入： 　　sudo -i 　　echo ds1307 0x68 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-1/new_device 　　hwclock -r 　　上述命令在系统中添加一个新的I2C设备，并读取RTC数据：   　　当然，在首次使用RTC模块的时候你需要为你的RTC设置一个初始时间。我们使用Raspberry Pi系统的时间作为RTC模块的初始值，如下设置即可： 　　date 　　hwclock –w 　　hwclock -r   5.OLED 显示 　　Grove - OLED Display是一个128x64的OLED显示屏,使用I2C协议,特别适合作为Raspberry Pi的第二显示屏。     　　进入源码目录后，在终端输入： 　　cd ＂Grove – OLED Display 128x64＂ 　　sudo ./OLED 　　Grove - OLED Display工作效果：   6.气压检测 　　Grove - Barometer Sensor是一款集成气压、温度检测的电子模块，使用I2C接口同Raspberry Pi进行通信。     　　进入源码目录后，在终端输入： 　　cd ＂Grove – Barometer_Sensor＂ 　　sudo ./barometerDemo 　　其工作效果图：     7.光照检测 　　如果你使用Rasbperry Pi做一个在强光强烈的时候自动为你关闭窗帘的设备，你就需要使用一个光照传感器用以监测光照情况。Grove - Digital Light Sensor来完成任务，其使用I2C协议，获取到当前光照的照度值。     　　连接示意图：   　　进入源码目录后，在终端输入： 　　cd ＂Grove – Digital_light_Sensor＂ 　　sudo ./DLS 　　Grove – Digital Light Sensor 工作效果图：   8.继电器控制 　　继电器使用的范围广泛，你甚至可以直接使用继电器构建一个简单的智能家居系统，比如控制花园洒水装置和电饭煲等。因此，Raspberry Pi加上继电器可以充分的扩展它对外部设备的控制能力。 　　Dry-Reed Relay 是指干簧继电器，相较与一般继电器，其切换速度和寿命都有很大提高。该继电器的使用非常简单，只需对其管脚进行电平控制即可完成对继电器的控制。     　　进入源码目录后，在终端输入： 　　cd ＂Grove - Relay＂ 　　sudo python relay.py 　　Rasbperry Pi将会控制继电器每0.5秒进行一次开、断切换。 9.模数转换 　　Raspberry Pi让人觉得比较遗憾的事情就是没有ADC，面对一大堆的模拟信号的外部设备却无能为力。不过，现在我们有Grove-ADC模块可以解决这个问题。   　　ADC 的代码非常简单，使用readADC()的函数即可以得到外部电压值。接下来以一款模拟电平输出模块：Grove- Alcohol Sensor为例，说明如何使用该模块配合酒精传感器以测量酒精值。     　　将Raspberry Pi、ADC模块和Alcohol Sensor按如下图连接：     　　工作效果如下图所示， 试试将Alcohol sensor靠近酒精等液体，当其检测到空气中酒精浓度增加时，输出值将会发生明显变化。 　　进入源码目录后，在终端输入： 　　cd “Grove – ADC” 　　sudo ./ ADC121_DEMO 　　工作效果图如下：     　　本文所有的源码都托管在 Github： https://github.com/yexiaobo-seeedstudio/Grove-RaspberryPi