Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- projekt:python_projekt_ds18b20_digitaler_temperatursensor [2026/02/20 15:43] – [Messprinzip] torsten.roehl
+++ projekt:python_projekt_ds18b20_digitaler_temperatursensor [2026/02/23 12:09] (aktuell) – [Ausführen des Programms] torsten.roehl
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-FIXME  BEITRAG IN ENTSTEHUNG
+//In diesem Projekt wird ein digitaler Temperaturfühler vom Typ DS18B20 am Raspberry Pi per 1-Wire-Schnittstelle betrieben. Nach Aktivierung der 1-Wire-Schnittstelle liefert der Kernel die Messwerte über das //Sysfs-Interface//. Ein Python-Modul liest diese Werte ein und gibt die aktuelle Temperatur in Grad Celsius auf der Kommandozeile aus.
+//
 ====== Überblick ======
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 |{{ :raspberry_pi:wire-1.png?550 |}}|
-|<WRAP> In ''raspi-config'' wird die 1-Wire Schnittstelle aktiviert. Danach ist das Verzeichnis ''/sys/bus/w1/devices'' vorhanden. Hier erscheint dann der Sensor, falls er korrekt angeschlossen wurde.</WRAP>|
+|<WRAP> In ''raspi-config'' wird die 1-Wire-Schnittstelle aktiviert. Danach ist das Verzeichnis ''/sys/bus/w1/devices'' vorhanden. Hier erscheint dann der Sensor, falls er korrekt angeschlossen wurde.</WRAP>|
 ===== Hardware ansteuern  =====
+Der DS18B20 kommuniziert über die 1-Wire-Schnittstelle. Dabei erfolgt die gesamte Datenübertragung seriell über die DATA-Leitung (**GPIO4**) mit einem Pull-Up-Widerstand gegen <color #ed1c24>3.3 V</color>.
 |{{ :raspberry_pi:ds18b20.png?350 |}}|
 | Für Einsteiger sind die //etwas teureren Fertigmodule// sinnvoller, da die benötigten Zusatzbauteile (hier insbesondere der 4,7 kΩ Pull-Up-Widerstand) bereits integriert sind. Dadurch kann der **DS18B20** mit nur drei Leitungen **(VCC, GND, DATA)** direkt angeschlossen und getestet werden.|
 Verdrahtung:
-  * GND → Raspberry Pi GND
-  * <color #ffc90e>DATA → GPIO4 (Pin 7)</color>
+^ Modul ^ Raspberry Pi GPIO ^
-  * <color #ed1c24>VCC → 3.3 V (Pin 1)</color>
+| GND   | beliebigen GND  |
+| <color #ffc90e>DATA</color>    | **GPIO4** (Pin 7) |
+| <color #ed1c24>VCC </color> | **<color #ed1c24>3.3 V </color>**  |
 <note tip>**Wichtig**
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   * Auflösung: 0,0625 °C  (12 Bit)
   * Genauigkeit: ±0,5 °C
+  * Messbereich −55 °C bis +125 °C
 ==== Messprinzip ====
-{{ :raspberry_pi:w1_device.png?600 |}}
-Das Messprinzip ist unter Linux sehr einfach:
-Nach Aktivierung von 1-Wire über raspi-config stellt der Kernel die Temperatur als Datei im Sysfs bereit, z. B.:
+<note>Das Messprinzip ist unter Linux sehr einfach.
-/sys/bus/w1/devices/28-000000714b90/w1_slave
+**Ein Programm muss lediglich die Datei ''w1_slave'' auslesen.**
+</note>
-Der Name 28-000000714b90 ist die eindeutige 64-Bit-ROM-ID des DS18B20 und ist bei jedem Sensor unterschiedlich (Familiencode 28).
+|{{ :raspberry_pi:w1_device.png?600 |}}|
+|Mit ''cat w1_slave'' kann die Temperatur ausgelesen werden. Hier entspricht **t=21500** einer Temperatur von **21.500 °C**. |
-Ein Programm muss lediglich diese Datei auslesen. Die gesamte 1-Wire-Kommunikation übernimmt der Kernel.
+++++ Hintergrund |
-Wichtig:
+Nach Aktivierung von 1-Wire über ''raspi-config'' stellt der Kernel die Temperatur als Datei im ''Sysfs'' bereit, z. B.:  ''/sys/bus/w1/devices/28-000000714b90/w1_slave''
-- Bei jedem Lesezugriff auf diese Datei stößt der Kernel automatisch eine neue Temperaturumwandlung an.
+Der Name ''28-000000714b90'' ist die eindeutige ''64-Bit-ROM-ID'' des **DS18B20** und ist bei jedem Sensor unterschiedlich (Familiencode 28).
-- In der ersten Zeile signalisiert „YES“, dass die CRC-Prüfung erfolgreich war.
-- In der zweiten Zeile steht der Temperaturwert hinter „t=“ in Milligrad Celsius.
-Beispiel:
+Die gesamte 1-Wire-Kommunikation übernimmt der Kernel.
-01 7f 80 7f ff 10 10 49 : crc=49 YES
+  * Bei jedem Lesezugriff auf diese Datei stößt der Kernel automatisch eine neue Temperaturumwandlung an.
-01 7f 80 7f ff 10 10 49 t=24000
+  * In der ersten Zeile signalisiert „YES“, dass die CRC-Prüfung erfolgreich war.
+  * In der zweiten Zeile steht der Temperaturwert hinter „t=“ in Milligrad Celsius.
+++++
-Hier entspricht t=24000 einer Temperatur von 24.000 °C.
-====== Details ======
 ===== Software =====
+=== Programmstruktur ===
+|{{ :raspberry_pi:temperature_test.png?450 |}}|
+|Im Projektordner „course_temp_reader“ befinden sich im Verzeichnis ''src'', die beiden Dateien „hardware.py“, welche den Sensor anspricht und den Temperaturwert ausliest, sowie das kleine Testprogramm „temp_reader.py“ als Demonstration.|
 ==== Environment aktivieren ====
+<note important>
+**Aktiviere die Python-Environment**
+Die Programmierung erfolgt nun immer mit der gewählten Umgebung!
+<code>
+source ~/devel/projects/course_env/bin/activate
+</code>
+</note>
 ==== DS18B20 API ====
+Unsere Beispiel-API ist bewusst einfach gehalten und unterstützt hier nur einen einzelnen Sensor. Bei Bedarf kann die Implementierung problemlos auf mehrere Sensoren erweitert werden; darauf wird in diesem Projekt jedoch verzichtet.
 <code python hardware.py >
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-==== Test ====
+==== Temperature ====
-<code python temperature.py >
+<code python temp_reader.py >
+#!/usr/bin/env python3
 from hardware import get_temperature
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 </code>
-{{ :raspberry_pi:temperture_test.png?400 |}}
+==== Ausführen des Programms ====
+Nach dem Programmstart wird auf der Kommandozeile die Temperatur in Grad Celsius ausgegeben, sofern der Sensor korrekt erkannt wurde und die Messung erfolgreich war.
+<code bash>
+cd ~/devel/projects/course_temp_reader/src
+chmod 755 temp_reader.py
+./temp_reader.py
+# Beispielausgabe:
+Temperatur: 21.25 °C
+</code>