SENSOREN/AKTOREN

Raspberry Pi - Kühlsystem mit DHT-Sensor

Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie einen Raspberry Pi, einen Lüfter und entweder einen DHT11- oder DHT22-Sensor zur Temperaturregelung verwenden.

Wenn die Temperatur zu hoch ist, wird der Kühlventilator aktiviert.
Wenn die Temperatur kühl ist, wird der Lüfter ausgeschaltet.

Wenn Sie stattdessen einen DS18B20-Sensor anstelle eines DHT-Sensors verwenden möchten, lesen Sie bitte Raspberry Pi - Kühlsystem mit DS18B20 Sensor für weitere Informationen.

Benötigte Hardware

1	×	Raspberry Pi 5
1	×	DHT11 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
1	×	Relais
1	×	12V DC Kühlventilator
1	×	(Alternativ) 5V DC Kühlventilator
1	×	12V Netzteil
1	×	DC Power Buchse
1	×	Jumper-Kabel

Sie können den DHT22 Sensor anstelle des DHT11 Sensors verwenden.

1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Raspberry Pi
1	×	(Empfohlen) Raspberry Pi Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit
1	×	(Empfohlen) HDMI-Touchscreen-Monitor für Raspberry Pi

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Über Kühlventilator und DHT-Sensor

Der in diesem Tutorial verwendete Lüfter benötigt eine 12V-Stromversorgung. Wenn Strom zugeführt wird, schaltet sich der Lüfter ein, andernfalls bleibt er aus. Um den Lüfter mit einem Raspberry Pi zu steuern, muss ein Relais zwischen ihnen eingefügt werden.

Wenn Sie mit Temperatursensoren und Lüftern nicht vertraut sind (einschließlich Pinbelegung, Funktionsweise und Programmierung), können Ihnen die folgenden Tutorials helfen:

Schaltplan

Der Schaltplan mit DHT11

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Der Schaltplan mit DHT22

Raspberry Pi DHT22 Kühlventilator System Schaltplan

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Um Ihren Verdrahtungsaufbau zu vereinfachen und zu organisieren, empfehlen wir die Verwendung eines Schraubklemmenblock-Shields für Raspberry Pi. Dieses Shield gewährleistet sicherere und besser verwaltbare Verbindungen, wie unten gezeigt:

Funktionsweise des Systems

Raspberry Pi erhält die Temperatur vom Temperatursensor.
Wenn die Temperatur den oberen Grenzwert überschreitet, aktiviert Raspberry Pi den Lüfter.
Wenn die Temperatur unter den unteren Grenzwert fällt, deaktiviert Raspberry Pi den Lüfter.

Die Schleife wird kontinuierlich wiederholt.

Wenn Sie den Lüfter aktivieren und deaktivieren möchten, wenn die Temperatur über oder unter einem bestimmten Punkt liegt, setzen Sie einfach die oberen und unteren Grenzwerte auf die gleiche Zahl.

Raspberry Pi Code

Raspberry Pi Code für Kühlsystem mit DHT11 Sensor

Schreiben wir einen Python-Code für Raspberry Pi, der bei Temperaturen über 25°C den Lüfter aktiviert. Der Lüfter bleibt eingeschaltet, bis die Temperatur auf 20°C oder niedriger fällt.

Schnelle Schritte

Stellen Sie sicher, dass Sie Raspbian oder ein anderes Raspberry Pi-kompatibles Betriebssystem auf Ihrem Pi installiert haben.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit demselben lokalen Netzwerk wie Ihr PC verbunden ist.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem Internet verbunden ist, falls Sie Bibliotheken installieren müssen.
Wenn Sie Raspberry Pi zum ersten Mal verwenden, siehe Raspberry Pi einrichten
Verbinden Sie Ihren PC über SSH mit dem Raspberry Pi unter Verwendung des integrierten SSH-Clients unter Linux und macOS oder PuTTY unter Windows. Siehe PC mit Raspberry Pi über SSH verbinden.
Stellen Sie sicher, dass die RPi.GPIO Bibliothek installiert ist. Falls nicht, installieren Sie sie mit folgendem Befehl:

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Installieren Sie die Bibliothek für den DHT11 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor mit folgendem Befehl:

sudo pip3 install Adafruit_DHT

Erstellen Sie eine Python-Skriptdatei cooling.py und fügen Sie folgenden Code hinzu:

# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt # Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. # Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: # https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-cooling-system-using-dht-sensor import Adafruit_DHT import RPi.GPIO as GPIO import time # Constants THRESHOLD_ON = 25 # Upper threshold of temperature, change to your desired value THRESHOLD_OFF = 20 # Lower threshold of temperature, change to your desired value FAN_PIN = 12 # GPIO pin connected to relay, change to your desired GPIO pin DHT11_PIN = 4 # GPIO pin connected to DHT11, change to your desired GPIO pin # Setup GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(FAN_PIN, GPIO.OUT) def read_temperature(): try: humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, DHT11_PIN) return temperature except Exception as e: print(f"Error reading temperature: {e}") return None def control_fan(temperature): if temperature is not None: if temperature > THRESHOLD_ON: print("The fan is turned on") GPIO.output(FAN_PIN, GPIO.HIGH) elif temperature < THRESHOLD_OFF: print("The fan is turned off") GPIO.output(FAN_PIN, GPIO.LOW) try: while True: temperature = read_temperature() control_fan(temperature) time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: pass finally: GPIO.cleanup()

Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Skript aus, indem Sie folgenden Befehl im Terminal eingeben:

python3 cooling.py

Ändern Sie die Temperatur der Umgebung um den Sensor.
Überprüfen Sie den Status des Lüfters auf dem seriellen Monitor.

Das Skript läuft in einer Endlosschleife kontinuierlich, bis Sie Ctrl + C im Terminal drücken.

Raspberry Pi Code für Kühlsystem mit DHT22 Sensor

Ähnlich wie beim DHT11 können wir das Kühlsystem mit DHT22-Sensor erstellen, indem wir den folgenden Python-Code für Raspberry Pi verwenden:

# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt # Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. # Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: # https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-cooling-system-using-dht-sensor import Adafruit_DHT import RPi.GPIO as GPIO import time # Constants THRESHOLD_ON = 25 # Upper threshold of temperature, change to your desired value THRESHOLD_OFF = 20 # Lower threshold of temperature, change to your desired value FAN_PIN = 12 # GPIO pin connected to relay, change to your desired GPIO pin DHT22_PIN = 14 # GPIO pin connected to DHT22, change to your desired GPIO pin # Setup GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(FAN_PIN, GPIO.OUT) def read_temperature(): try: humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT22, DHT22_PIN) return temperature except Exception as e: print(f"Error reading temperature: {e}") return None def control_fan(temperature): if temperature is not None: if temperature > THRESHOLD_ON: print("The fan is turned on") GPIO.output(FAN_PIN, GPIO.HIGH) elif temperature < THRESHOLD_OFF: print("The fan is turned off") GPIO.output(FAN_PIN, GPIO.LOW) try: while True: temperature = read_temperature() control_fan(temperature) time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: pass finally: GPIO.cleanup()

Erweiterte Kenntnisse

Der obige Regelungsansatz ist der Ein-Aus-Regler, auch als Signalgeber oder "Bang-Bang"-Regler bezeichnet. Diese Technik ist einfach in die Praxis umzusetzen.

Ein alternativer Ansatz, bekannt als PID-Regler, existiert. Diese Methode ist effektiver bei der Aufrechterhaltung einer gewünschten Temperatur, jedoch ist sie komplex und schwer zu verstehen und anzuwenden. Daher wird der PID-Regler nicht weit verbreitet für die Temperaturregelung verwendet.

Video Tutorial

Wir erwägen die Erstellung von Video-Tutorials. Wenn Sie Video-Tutorials für wichtig halten, abonnieren Sie bitte unseren YouTube-Kanal , um uns zu motivieren, die Videos zu erstellen.