บทท 4 ข นตอนการทดลอง

Transcription

1 บทท 4 ข นตอนการทดลอง ในบทน จะท าการทดลองในส วนของซ นเซอร ว ดอ ณหภ ม เพ อผลท ได มาใช ในการเข ยน โปรแกรมและท าโครงงานให ได ประส ทธ ภาพข น 4.1 การทดสอบระบบเซ นเซอร ว ตถ ประสงค การทดลอง ว ตถ ประสงค ของการทดลองน เพ อจะท าการทดลองระบบโดยการเข ยนค าส งให เซนเซอร ท างานและตรวจจ บอ ณหภ ม ผ าน Rasberry PI เพ อท าความเข าใจก บระบบของเซนเซอร ว ธ การทดลอง การทดลองจะทดลองการใช งานของเซนเซอร ว ดอ ณหภ ม และลองเข ยนโปรแกรม เพ อให แสดงผลท หน าจอของโปรแกรม 4.1.1โค ดท ใช ก บ เซ นเซอร ว ดอ ณหภ ม DS18B20 ร ปท 4.1 โค ดท ใช ก บ เซ นเซอร ว ดอ ณหภ ม DS18B20

2 แสดงผลค าอ ณหภ ม ท ว ดได จากเซนเซอร DS18B20 ร ปท 4.2แสดงผลค าอ ณหภ ม ท ว ดได จากเซนเซอร DS18B การต อเซ นเซอร ว ดอ ณหภ ม ก บRasberry Pi ร ปท 4.3 แสดงการต อเซ นเซอร ว ดอ ณหภ ม ก บ Rasberry Pi3

3 การทดสอบระบบค ย แพด ร ปท 4.4 การทดสอบระบบ Keypad ว ตถ ประสงค การทดลอง ว ตถ ประสงค ของการทดลองน เพ อจะท าการทดลองระบบโดยการเข ยนคาส งให เซนเซอร ท างานและตรวจจ บอ ณหภ ม ผ าน Rasberry PI เพ อท าความเข าใจก บระบบของค ย แพด ว ธ การทดลอง หน าจอของโปรแกรม การทดลองจะทดลองการใช งานของค ย แพดและลองเข ยนโปรแกรมเพ อให แสดงผลท โค ดท ใช ก บ keypad import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setmode (GPIO.BCM) MATRIX = [ ['1','2','3','A'],

4 28 ['4','5','6','B'], ['7','8','9','C'], ['*','0','#','D'] ] ROW = [17,27,22,5] COL = [6,13,19,26] for j in range(4): GPIO.setup(COL[j], GPIO.OUT) GPIO.output(COL[j], 1) for i in range (4): GPIO.setup(ROW[i], GPIO.IN, pull_up_down = GPIO.PUD_UP) try: while(true): for j in range (4): GPIO.output(COL[j],0) for i in range(4): if GPIO.input(ROW[i]) == 0: print MATRIX[i][j] time.sleep(1) while (GPIO.input(ROW[i]) == 0): pass GPIO.output(COL[j],1) except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup()

5 การทดสอบระบบหน าจอ LCD ร ปท 4.5 การทดสอบระบบหน าจอ LCD ว ตถ ประสงค การทดลอง ว ตถ ประสงค ของการทดลองน เพ อจะท าการทดลองระบบโดยการเข ยนคาส งให เซนเซอร ท างานและตรวจจ บอ ณหภ ม ผ าน Rasberry PI เพ อท าความเข าใจก บระบบของ LCD16x2 ว ธ การทดลอง ท หน าจอของโปรแกรม การทดลองจะทดลองการใช งานของLCD16x2และลองเข ยนโปรแกรมเพ อให แสดงผล โค ดท ใช ก บ LCD16x2 #import importrpi.gpio as GPIO

6 30 import time # Define GPIO to LCD mapping LCD_RS = 7 LCD_E = 8 LCD_D4 = 25 LCD_D5 = 24 LCD_D6 = 23 LCD_D7 = 18 # Define some device constants LCD_WIDTH = 16 # Maximum characters per line LCD_CHR = True LCD_CMD = False LCD_LINE_1 = 0x80 # LCD RAM address for the 1st line LCD_LINE_2 = 0xC0 # LCD RAM address for the 2nd line # Timing constants E_PULSE = E_DELAY = def main(): # Main program block GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Use BCM GPIO numbers GPIO.setup(LCD_E, GPIO.OUT) # E GPIO.setup(LCD_RS, GPIO.OUT) # RS GPIO.setup(LCD_D4, GPIO.OUT) # DB4 GPIO.setup(LCD_D5, GPIO.OUT) # DB5 GPIO.setup(LCD_D6, GPIO.OUT) # DB6

7 31 GPIO.setup(LCD_D7, GPIO.OUT) # DB7 # Initialise display lcd_init() while True: # Send some test lcd_string("rasbperry Pi",LCD_LINE_1) lcd_string("16x2 LCD Test",LCD_LINE_2) time.sleep(3) # 3 second delay # Send some text lcd_string(" ",lcd_line_1) lcd_string("abcdefghijklmnop",lcd_line_2) time.sleep(3) # 3 second delay # Send some text lcd_string("raspberrypi-spy",lcd_line_1) lcd_string(".co.uk",lcd_line_2) time.sleep(3) # Send some text lcd_string("follow me on",lcd_line_1) time.sleep(3) deflcd_init(): # Initialise display lcd_byte(0x33,lcd_cmd) # Initialise lcd_byte(0x32,lcd_cmd) # Initialise lcd_byte(0x06,lcd_cmd) # Cursor move direction lcd_byte(0x0c,lcd_cmd) # Display On,Cursor Off, Blink Off

8 32 lcd_byte(0x28,lcd_cmd) # Data length, number of lines, font size lcd_byte(0x01,lcd_cmd) # Clear display time.sleep(e_delay) deflcd_byte(bits, mode): # Send byte to data pins # bits = data # mode = True for character # False for command GPIO.output(LCD_RS, mode) # RS # High bits GPIO.output(LCD_D4, False) GPIO.output(LCD_D5, False) GPIO.output(LCD_D6, False) GPIO.output(LCD_D7, False) if bits&0x10==0x10: GPIO.output(LCD_D4, True) if bits&0x20==0x20: GPIO.output(LCD_D5, True) if bits&0x40==0x40: GPIO.output(LCD_D6, True) if bits&0x80==0x80: GPIO.output(LCD_D7, True) # Toggle 'Enable' pin lcd_toggle_enable() # Low bits GPIO.output(LCD_D4, False)

9 33 GPIO.output(LCD_D5, False) GPIO.output(LCD_D6, False) GPIO.output(LCD_D7, False) if bits&0x01==0x01: GPIO.output(LCD_D4, True) if bits&0x02==0x02: GPIO.output(LCD_D5, True) if bits&0x04==0x04: GPIO.output(LCD_D6, True) if bits&0x08==0x08: GPIO.output(LCD_D7, True) # Toggle 'Enable' pin lcd_toggle_enable() deflcd_toggle_enable(): # Toggle enable time.sleep(e_delay) GPIO.output(LCD_E, True) time.sleep(e_pulse) GPIO.output(LCD_E, False) time.sleep(e_delay) deflcd_string(message,line): # Send string to display message = message.ljust(lcd_width," ") lcd_byte(line, LCD_CMD) for i in range(lcd_width):

10 34 lcd_byte(ord(message[i]),lcd_chr) if name == ' main ': try: main() except KeyboardInterrupt: pass finally: lcd_byte(0x01, LCD_CMD) lcd_string("goodbye!",lcd_line_1) GPIO.cleanup() 4.4 การทดสอบภาพรวมระบบ ร ปท 4.6 การทดสอบภาพรวมระบบ

11 โค ดภาพรวมของระบบ #import importrpi.gpio as GPIO import time import os import os.path import glob os.system('modprobe w1-gpio') os.system('modprobe w1-therm') base_dir = '/sys/bus/w1/devices/' device_folder = glob.glob(base_dir + '28*')[0] device_file = device_folder + '/w1_slave' # Define GPIO to LCD mapping LCD_RS = 7 LCD_E = 8 LCD_D4 = 25 LCD_D5 = 24 LCD_D6 = 23 LCD_D7 = 18 # Define some device constants LCD_WIDTH = 16 # Maximum characters per line LCD_CHR = True LCD_CMD = False LCD_LINE_1 = 0x80 # LCD RAM address for the 1st line LCD_LINE_2 = 0xC0 # LCD RAM address for the 2nd line

12 36 # Timing constants E_PULSE = E_DELAY = MATRIX = [ ['1','2','3','A'], ['4','5','6','B'], ['7','8','9','C'], ['*','0','#','D'] ] ROW = [17,27,22,5] COL = [6,13,19,26] def main(): # Main program block GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Use BCM GPIO numbers GPIO.setup(LCD_E, GPIO.OUT) # E GPIO.setup(LCD_RS, GPIO.OUT) # RS GPIO.setup(LCD_D4, GPIO.OUT) # DB4 GPIO.setup(LCD_D5, GPIO.OUT) # DB5 GPIO.setup(LCD_D6, GPIO.OUT) # DB6 GPIO.setup(LCD_D7, GPIO.OUT) # DB7 for j in range(4): GPIO.setup(COL[j], GPIO.OUT) GPIO.output(COL[j], 1) for i in range(4): GPIO.setup(ROW[i], GPIO.IN, pull_up_down=gpio.pud_up) # Initialise display lcd_init()

13 37 if not os.path.exists(temps.txt): file = open("temps.txt", "w") file.write("32,32,32,32,32,32,32,32,32") file.close file = open("temps.txt", "r") raw_temp_set = file.readline() tempset = raw_temp_set.split(',') channel = 0 while True: for j in range(4): GPIO.output(COL[j], 0) for i in range(4): if GPIO.input(ROW[i]) == 0: print(matrix[i][j]) if MATRIX[i][j] == '1': channel = 0; elif MATRIX[i][j] == '2': channel = 1; elif MATRIX[i][j] == '3': channel = 2; elif MATRIX[i][j] == '4': channel = 3; elif MATRIX[i][j] == '5': channel = 4; elif MATRIX[i][j] == '6': channel = 5;

14 38 elif MATRIX[i][j] == '7': channel = 6; elif MATRIX[i][j] == '8': channel = 7; elif MATRIX[i][j] == '9': channel = 8; elif MATRIX[i][j] == 'A': tempset[channel] = str(int(tempset[channel]) + 1) file = open("temps.txt", "w") file.write( str(tempset[0]) + ',' + str(tempset[1]) + ',' + str(tempset[2]) + ',' + str(tempset[3]) + ',' + str( tempset[4]) + ',' + str(tempset[5]) + ',' + str(tempset[6]) + ',' + str(tempset[7]) + ',' + str( tempset[8])) file.close() elif MATRIX[i][j] == 'B': tempset[channel] = str(int(tempset[channel]) - 1) file = open("temps.txt", "w") file.write( str(tempset[0]) + ',' + str(tempset[1]) + ',' + str(tempset[2]) + ',' + str(tempset[3]) + ',' + str( tempset[4]) + ',' + str(tempset[5]) + ',' + str(tempset[6]) + ',' + str(tempset[7]) + ',' + str( tempset[8])) file.close()

15 39 time.sleep(1) while (GPIO.input(ROW[i]) == 0): pass GPIO.output(COL[j], 1) # Send some test lcd_string("ch " + str(channel + 1),LCD_LINE_1) lcd_string('t' + str(read_temp()) + ' S' + str(tempset[channel]),lcd_line_2) #time.sleep(3) # 3 second delay deflcd_init(): # Initialise display lcd_byte(0x33,lcd_cmd) # Initialise lcd_byte(0x32,lcd_cmd) # Initialise lcd_byte(0x06,lcd_cmd) # Cursor move direction lcd_byte(0x0c,lcd_cmd) # Display On,Cursor Off, Blink Off lcd_byte(0x28,lcd_cmd) # Data length, number of lines, font size lcd_byte(0x01,lcd_cmd) # Clear display time.sleep(e_delay) deflcd_byte(bits, mode): # Send byte to data pins # bits = data # mode = True for character # False for command GPIO.output(LCD_RS, mode) # RS # High bits GPIO.output(LCD_D4, False) GPIO.output(LCD_D5, False)

16 40 GPIO.output(LCD_D6, False) GPIO.output(LCD_D7, False) if bits&0x10==0x10: GPIO.output(LCD_D4, True) if bits&0x20==0x20: GPIO.output(LCD_D5, True) if bits&0x40==0x40: GPIO.output(LCD_D6, True) if bits&0x80==0x80: GPIO.output(LCD_D7, True) # Toggle 'Enable' pin lcd_toggle_enable() # Low bits GPIO.output(LCD_D4, False) GPIO.output(LCD_D5, False) GPIO.output(LCD_D6, False) GPIO.output(LCD_D7, False) if bits&0x01==0x01: GPIO.output(LCD_D4, True) if bits&0x02==0x02: GPIO.output(LCD_D5, True) if bits&0x04==0x04: GPIO.output(LCD_D6, True) if bits&0x08==0x08: GPIO.output(LCD_D7, True)

17 41 # Toggle 'Enable' pin lcd_toggle_enable() deflcd_toggle_enable(): # Toggle enable time.sleep(e_delay) GPIO.output(LCD_E, True) time.sleep(e_pulse) GPIO.output(LCD_E, False) time.sleep(e_delay) deflcd_string(message,line): # Send string to display message = message.ljust(lcd_width," ") lcd_byte(line, LCD_CMD) for i in range(lcd_width): lcd_byte(ord(message[i]),lcd_chr) defread_temp_raw(): f = open(device_file, 'r') lines = f.readlines() f.close() return lines defread_temp(): lines = read_temp_raw() while lines[0].strip()[-3:]!= 'YES': time.sleep(0.2) lines = read_temp_raw()

18 42 equals_pos = lines[1].find('t=') if equals_pos!= -1: temp_string = lines[1][equals_pos + 2:] temp_c = int(temp_string) / 1000 return temp_c if name == ' main ': try: main() except KeyboardInterrupt: pass finally: lcd_byte(0x01, LCD_CMD) lcd_string("goodbye!",lcd_line_1) GPIO.cleanup() 4.6 การออกแบบโครงสร างเคร องทาน าอ น ร ปท 4.7 การออกแบบโครงสร างเคร องท าน าอ น

19 การนาอ ปกรณ มาต ดตามแบบ ร ปท 4.8 การน าอ ปกรณ มาต ดตามแบบ

20 ประกอบเคร องทาน าอ น ร ปท 4.9 ประกอบเคร องท าน าอ น

21 45 ผลการทดลอง หล งจากท ทดลองการใช เซนเซอร แล วน นผลท ได เป นไปตามท หว งไว แต ความเสถ ยร ของเซนเซอร น นไม ค อยจะเสถ ยรเท าท ควร เพราะบางคาบเวลาจะเก ดการ Time out สร ปผลการทดลอง จากการทดลองท ง 2 กรณ ในกรณ ท 4.1 เซนเซอร ท างานตามโปรแกรมท เข ยนไว แต ย งไม ค อย สเถ ยรภาพเพราะบางคาบเวลาย งม Time out