讓我們用小型Raspberry Pi Zero製作移動設備吧！使用Grove感測器製作環境檢測設備

Deviceplus 編輯團隊

Published by Deviceplus 編輯團隊 at 2023.07.12

所需物料清單：

・Raspberry Pi Zero

・Seeed ReSpeaker 2-Mics Hat
Seeed re speaker 2 mics hat

・Grove溫濕度感測器
Grove temperature and humidity sensor

・Grove 4位數顯示器
Grove 4 digit display

・小型鋰聚合物電池
（*注意：請小心處理）
lithium polymer battery

・帶開關的分線板
breakout board

・Raspberry Pi Zero 外殼（如果是Raspberry Pi入門套件，會附帶外殼，可以即拆即用。）

我們從中選擇幾款易於Raspberry Pi使用的感測器。
首先，選擇了經典的溫濕度感測器，使用稱為“DHT11”的感測器來測量溫度和濕度，圖中方形藍色的感測器已經安裝在電路板上，從電路板上引出4個Grove引腳。
使用溫濕度感測器時通常需要安裝電阻器和電路，並分別連接電源、GND和輸出，而使用這種感測器，您只需將其插入四個統一的Grove引腳即可，非常方便。
下面我把這個溫濕度感測器插入左側的Grove引腳，如下圖所示。

connecting the sensor

Seeed還提供使用Raspberry Pi處理該感測器的軟體。接通Raspberry Pi的電源並透過SSH將感測器連接到Raspberry Pi。請參考Seeed公司的Github Github頁面，參照下圖紅框部分，安裝grove.py。
instructions for installing

在這裡，透過Python3將grove.py程式安裝在Raspberry Pi上。

$ git clone https://github.com/Seeed-Studio/grove.py
$ cd grove.py
$ sudo pip3 install .
$ cd grove

安裝完成後，您可以看到各種程式都存放在一個名為“grove”的資料夾中。在這裡，我們將使用其中的“grove_temperature_humidity_sensor.py”。編寫如下所示的簡單程式，使用DHT11測量溫度和濕度。ReSpeaker左側的Grove引腳是與GPIO3連接的，因此指定該引腳。
[範例程式 grove_temp.py]

import time 
from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT 

# DHT("type 11", GPIO) 
dht11 = DHT("11", 3) 

while True: 
 humi, temp = dht11.read() 
 print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp)) 
 time.sleep(1)

import time

from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT

# DHT("type 11", GPIO)

dht11 = DHT("11", 3)

while True:

humi, temp = dht11.read()

print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp))

time.sleep(1)

然後，使用python3命令運行程式：

$ python3 grove_temp.py

怎麼樣？感測器應該能夠每隔幾秒測量一次溫度和濕度並在螢幕上顯示數值。
measured temperature and humidity on the screen

您看到了，只需插入Grove並使用範例程式，即可輕鬆測量溫度和濕度，不是嗎？

2. 使用4位數LCD顯示器

我們已經測量了溫度和濕度，我想顯示一下測量結果。Grove還帶有4位數LCD顯示器，可以輕鬆地顯示數值。
該LCD顯示器同樣有四個Grove引腳。將顯示器連接到ReSpeaker中間的引腳。
connecting the 4 digit display

4位數顯示器也有相應的範例程式，我們直接使用該程式。編寫如下範例程式：

[grove_4d.py]

import time 
from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay 

display = Grove4DigitDisplay(12, 13) 

count = 0 
while True: 
 t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time())) 
 display.show(t) 
 display.set_colon(count & 1) 
 count += 1 
 time.sleep(1)

import time

from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay

display = Grove4DigitDisplay(12, 13)

count = 0

while True:

t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time()))

display.show(t)

display.set_colon(count & 1)

count += 1

time.sleep(1)

運行程式，能夠顯示當前時間了！只需要簡單連接一下即可顯示資料，真的是非常輕省！

$ python3 grove_4d.py
displaying the current time

現在，我們讓LCD顯示之前測量得到的溫度和濕度。
創建結合了前面編寫的grove_temp.py和grove_4d.py的grove_temp_4d.py程式。

[grove_temp_4d.py]

import time 
from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay 
from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT 

# DHT("type 11", GPIO) 
dht11 = DHT("11", 3) 

display = Grove4DigitDisplay(12, 13) 

count = 0 
while True: 
 humi, temp = dht11.read() 
 print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp)) 
 t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time())) 
 display.show(t) 
 display.set_colon(count & 1) 
 count += 1 
 time.sleep(1) 
 if count == 10: 
   display.show(str(humi)+" P") 
   time.sleep(1) 
   display.show(str(temp)+" C") 
   time.sleep(1) 
   count = 0

import time

from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay

from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT

# DHT("type 11", GPIO)

dht11 = DHT("11", 3)

display = Grove4DigitDisplay(12, 13)

count = 0

while True:

humi, temp = dht11.read()

print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp))

t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time()))

display.show(t)

display.set_colon(count & 1)

count += 1

time.sleep(1)

if count == 10:

display.show(str(humi)+" P")

time.sleep(1)

display.show(str(temp)+" C")

time.sleep(1)

count = 0

然後運行程式。時間、溫度和濕度將交替顯示。

$ python3 grove_temp_4d.py
display shows time, humidity and temperature

3. 組裝環境檢測設備

最後，將這些元件組裝成一個可以掛在脖子上或放在電腦旁邊的小型設備。
我們還會讓設備定期將測量結果上傳到Google Spreadsheet中，以便您能瞭解您在一天中所處的環境（溫度和濕度）。這可能是一個回顧一下您房間平時情況的好機會！

首先，讓我們將一個小型鋰離子電池連接到Raspberry Pi Zero。
connecting lithium battery

然後，將Grove溫濕度感測器和LCD放置到合適的位置。
making everything compact

我把它們放在我在當地商店買的盒子裡。用迴紋針等工具在在盒子背面固定好，這樣就完成了環境檢測設備！
complete project

最後，讓我們再添加一個定期將測量結果上傳到Google Spreadsheet的功能。使用IFTTT可以輕鬆將資料從Raspberry Pi上傳到Google Spreadsheet。

進入IFTTT.com 頁面並創建一個新的小程式。
選擇Webhook作為觸發器。指定適當的事件名稱 (rpzero_temp)。
searching IFTTT

然後選擇Google Spreadsheets作為Action。
選擇“Add row to spreadsheet”（向試算表添加行），這樣，每次測量溫度和濕度時，都會在試算表中添加一行。
資料定義暫且按照以下預設設置即可。
data definition

現在，我們便創建完成了一個小程式，當它從Raspberry Pi接收到一個名為“rpzero_temp”的事件時，便會將資料寫入試算表。
the event

請點擊Webhooks並複製您的帳戶金鑰（下面塗黑的部分）。然後在Raspberry Pi上設置此金鑰。
webhook settings

接下來，將此連接資訊作為IFTTT_URL和IFTTT_KEY嵌入到Raspberry Pi程式中。
將從溫濕度感測器接收到的資料設置為傳遞資料Value1、2和3。

[grove_temp_4d_sheet.py]

import time 
from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay 
from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT 
import requests 

# DHT("type 11", GPIO) 
dht11 = DHT("11", 3) 

display = Grove4DigitDisplay(12, 13) 

IFTTT_URL = 'https://maker.ifttt.com/trigger/rpzero_temp/with/key/' 
IFTTT_KEY = 'ifttt_key' #先程の黒塗り部分のKeyを貼り付ける 

count = 0 
while True: 
 humi, temp = dht11.read() 
 print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp)) 
 t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time())) 
 display.show(t) 
 display.set_colon(count & 1) 
 count += 1 
 time.sleep(1) 
 if count == 10: 
   display.show(str(humi)+" P") 
   time.sleep(1) 
   display.show(str(temp)+" C") 
   time.sleep(1) 
   requests.post(IFTTT_URL + IFTTT_KEY, json = {'value1':'DHT11', 'value2':humi, 'value3':temp}) 
   print(str(humi) + "% and " + str(temp) +"C are uploaded to IFTTT sheet") 
   count = 0