Ler as condições ambientais a partir de um sensor

Um dos cenários mais comuns para dispositivos IoT é a deteção de condições ambientais. Uma variedade de sensores está disponível para monitorar temperatura, umidade, pressão barométrica e muito mais.

Neste tópico, você usará o .NET para ler as condições ambientais de um sensor.

Pré-requisitos

• Computador de placa única (SBC) baseado em ARM (ARMv7 ou superior)
• Fuga do sensor de humidade/pressão barométrica/temperatura BME280
• Fios de ligação
• Breadboard (opcional)
• Placa de expansão GPIO para Raspberry Pi (opcional)
• .NET SDK 8 ou posterior

Preparar o SBC

Certifique-se de que o SBC está configurado para suportar os seguintes serviços:

• SSH
• I2C

Para muitos dispositivos, nenhuma configuração adicional é necessária. Para o Raspberry Pi, use o raspi-config comando. Para obter mais informações sobre o raspi-config, consulte a documentação do Raspberry Pi.

Preparar o hardware

Use os componentes de hardware para construir o circuito conforme descrito no diagrama a seguir:

As seguintes são as ligações entre o Raspberry Pi e o breakout BME280. Note que os rótulos dos pinos diferem em diferentes placas de conexão BME280.

Consulte o diagrama de pinagem abaixo, conforme necessário.

Imagem cedida pela Raspberry Pi Foundation.

Criar a aplicação

Conclua as seguintes etapas em seu ambiente de desenvolvimento preferido:

1. Crie um novo aplicativo de console .NET usando a CLI do .NET ou o Visual Studio. Nomeie-o SensorTutorial.

   dotnet new console -o SensorTutorial
   cd SensorTutorial
   

2. Adicione o pacote Iot.Device.Bindings ao projeto. Utilize o CLI do .NET no diretório do projeto ou o Visual Studio.

   dotnet add package Iot.Device.Bindings --version 3.2.0-*
   

3. Substitua o conteúdo do ficheiro Program.cs pelo seguinte código:

   using System;
   using System.Device.I2c;
   using System.Threading;
   using Iot.Device.Bmxx80;
   using Iot.Device.Bmxx80.PowerMode;
   
   var i2cSettings = new I2cConnectionSettings(1, Bme280.DefaultI2cAddress);
   using I2cDevice i2cDevice = I2cDevice.Create(i2cSettings);
   using var bme280 = new Bme280(i2cDevice);
   
   int measurementTime = bme280.GetMeasurementDuration();
   
   while (true)
   {
       Console.Clear();
   
       bme280.SetPowerMode(Bmx280PowerMode.Forced);
       Thread.Sleep(measurementTime);
   
       bme280.TryReadTemperature(out var tempValue);
       bme280.TryReadPressure(out var preValue);
       bme280.TryReadHumidity(out var humValue);
       bme280.TryReadAltitude(out var altValue);
   
       Console.WriteLine($"Temperature: {tempValue.DegreesCelsius:0.#}\u00B0C");
       Console.WriteLine($"Pressure: {preValue.Hectopascals:#.##} hPa");
       Console.WriteLine($"Relative humidity: {humValue.Percent:#.##}%");
       Console.WriteLine($"Estimated altitude: {altValue.Meters:#} m");
   
       Thread.Sleep(1000);
   }
   

   No código anterior:

   • i2cSettings está definido como uma nova instância de I2cConnectionSettings. O construtor define o busId parâmetro como 1 e o deviceAddress parâmetro como Bme280.DefaultI2cAddress.

     Importante

     Alguns fabricantes de módulos breakout BME280 usam o valor de endereço secundário. Para esses dispositivos, use Bme280.SecondaryI2cAddress.

   • Uma declaração 'using' cria uma instância de I2cDevice através da chamada de I2cDevice.Create e da passagem de i2cSettings. Este I2cDevice representa o barramento I²C. A using declaração garante que o objeto seja descartado e que os recursos de hardware sejam liberados corretamente.

   • Outra using declaração cria uma instância de Bme280 para representar o sensor. O I2cDevice é passado no construtor.

   • O tempo necessário para o chip fazer medições com as configurações atuais (padrão) do chip é recuperado chamando GetMeasurementDuration.

   • Um while loop é executado indefinidamente. Cada iteração:

     1. Limpa o console.

     2. Define o modo de alimentação como Bmx280PowerMode.Forced. Isso força o chip a realizar uma medição, armazenar os resultados e, em seguida, dormir.

     3. Lê os valores de temperatura, pressão, umidade e altitude.

        Observação

        A altitude é calculada pela conexão do dispositivo. Esta sobrecarga de TryReadAltitude usa a pressão do nível médio do mar para gerar uma estimativa.

     4. Grava as condições ambientais atuais no console.

     5. Dorme 1000 ms.

4. Crie o aplicativo. Se estiver usando a CLI do .NET, execute dotnet build. Para criar no Visual Studio, pressione Ctrl+Shift+B.

5. Implante o aplicativo no SBC como um aplicativo independente. Para obter instruções, consulte Implantar aplicativos .NET no Raspberry Pi. Certifique-se de dar permissão de execução ao ficheiro executável usando chmod +x.

6. Execute a aplicação no Raspberry Pi mudando para o diretório de implantação e executando o executável.

   ./SensorTutorial
   

   Observe a saída do sensor no console.

7. Encerre o programa pressionando Ctrl+C.

Parabéns! Você usou I²C para ler valores de um sensor de temperatura/umidade/pressão barométrica!

Obter o código-fonte

A fonte deste tutorial está disponível no GitHub.

Próximos passos