Come collegare il sensore DHT11 (Temperatura e umidità) in cloud

In questo tutorial vedremo:

• come collegare un sensore DHT11 (temperatura e umidità) sul Raspberry Pi 3
• come sviluppare lo sketch in ROS per pubblicare dati sulla WebApp - Python
• sviluppare la WebApp - Html/Javascript

Di cosa abbiamo bisogno

1. Un Raspberry Pi 3 oppure un Pi 2
2. Tre cavi GPIO femmina/femmina
3. Un sensore DHT11

Collegamenti

Come prima cosa prendete il Raspberry Pi 3 e accendetelo collegandola alla corrente. Una volta collegato in cloud, colleghiamo il sensore.

Il sensore DHT11 è un sensore di temperatura e umiditàe composta da 3 Pin: G (GND) – V (VCC) – D (Data)

In questa figura potete vedere come collegare i PIN del sensore sul Raspberry

Ora che abbiamo connesso il sensore , procediamo con l'installazione delle librerie necessarie. Per installare le librerie dobbiamo usare un programma client SSH (Per esempio: Putty oppure la shell sul browser).

Eseguiamo questi commandi: Installa alcune dipendenze sul Raspberry:

    sudo apt-get update
    sudo apt-get install build-essential python-dev python-openssl

Usare Git per clonare il software direttamente sul Raspberry utilizzando il terminale:

    git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
    cd Adafruit_Python_DHT

Ora, per installare la libreria eseguire:

      sudo python setup.py install

Sketch ROS

Scriviamo ora un semplice sketch in ROS che ci stampa la temperatura e l'umidità. Importiamo ora le librerie:

    import dotbot_ros #libreria di default ROS
    import Adafruit_DHT #libreria per il funzionamento del sensore
    import sys #libreria per forzare la stampa sulla shell

Codice Completo

    import dotbot_ros
    import Adafruit_DHT
    import sys

    class Node(dotbot_ros.DotbotNode):
        node_name = 'node'

        def setup(self):
            sensor = 11
            pin = 4
            humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
            print('Temp={0:0.1f}*  Humidity={1:0.1f}%'.format(temperature, humidity))
            sys.stdout.flush()

Analizziamo il codice:

Nella funzione setup abbiamo la dichiarazione delle variabili sensor e pin. Sensor è il tipo di sensore utilizzato , nel nostro caso è 11 (DHT11). Pin è in numero del pin GPIO sul quale è collegata l'uscita DATA del sensore.

Una volta che le variabili sono state inizializzate , viene lanciata queste funzione che si occupa di leggere i dati ricevuti dal sensore.

    humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)

Successivamente per visualizzare la temperatura e l'umidità , stampiamo questi dati.

    print('Temp={0:0.1f}*  Humidity={1:0.1f}%'.format(temperature, humidity))
    sys.stdout.flush()

Lanciamo il codice: Se tutto è andato a buon fine, dobbiamo visualizzare questo output:

Webapp per ricevere i dati dal sensore. Come prima cosa andiamo a sviluppare l'applicazione web , il codice completo lo trovate qui.

Analizziamo il codice HTML: All'interno abbiamo la prima parte del codice , scritto in JavaScript che permette alla WebApp di comunicare con il nostro robottino (riga 136).

<script type="text/javascript">
  start_ros(
    "192.168.0.108",
    "cyberbot",
    "192.168.0.108",
    "192.168.0.108/bridge/"
  );
</script>

IMPORTANTE: ricordate di modificare i campi '192.168.0.108' e 'cyberbot' inserendo l'IP e il nome del robot.

La seconda parte di questo file JavaScript si occupa di sottoscriversi al topic "temperature_status" e ricevere la temperatura espressa in Float32 (riga 140).

<script>
  var listener = new ROSLIB.Topic({
    ros: ros,
    name: "/" + robot.name + "/temperature_status",
    messageType: "std_msgs/Float32",
  });
  listener.subscribe(function temperatura(message) {
    document.getElementsByClassName("data")[0].innerHTML = message.data + "°C";
  });
</script>

La terza parte del codice JavaScript , si sottoscrive al topic "humidity_status" , riceve un messaggio di tipo Float32, e lo stampa sulla pagina HTML (riga 155).

<script>
  var listener = new ROSLIB.Topic({
    ros: ros,
    name: "/" + robot.name + "/humidity_status",
    messageType: "std_msgs/Float32",
  });
  listener.subscribe(function umidita(message) {
    document.getElementsByClassName("data")[1].innerHTML = message.data + "%";
  });
</script>

Sketch ROS:

Importiamo le librerie

    import dotbot_ros #libreria ROS
    import Adafruit_DHT #libreria necessaria per il funzionamento del sensore
    from std_msgs.msg import Float32 #serve per pubblicare dati di tipo Float32 sul topic

Nella funzione principale setup , inizializziamo il sensore e il pin , ed creiamo 2 Publisher.

    self.sensor = 11
            self.pin = 4
            self.loop_rate = dotbot_ros.Rate(5)
            self.umedita = dotbot_ros.Publisher('humidity_status', Float32)
            self.temperatura = dotbot_ros.Publisher('temperature_status', Float32)

Oltre a ciò la funzione setup, chiama la funzione loop passandole la frequenza di esecuzione dotbot_ros.Rate(5).

    def loop(self):
            humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(self.sensor, self.pin)
            self.umedita.publish(humidity)
            self.temperatura.publish(temperature)

La funzione loop riceve i dati dai sensori e successivamente li pubblica sui Topic.

Codice Completo:

Ecco il codice completo del nostro programma:

      import dotbot_ros
        import Adafruit_DHT
        from std_msgs.msg import Float32

        class Node(dotbot_ros.DotbotNode):
            node_name = 'node'

            def setup(self):
                self.sensor = 11
                self.pin = 4
                self.loop_rate = dotbot_ros.Rate(5)
                self.umedita = dotbot_ros.Publisher('humidity_status', Float32)
                self.temperatura = dotbot_ros.Publisher('temperature_status', Float32)



            def loop(self):
                humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(self.sensor, self.pin)
                self.umedita.publish(humidity)
                self.temperatura.publish(temperature)