SENSORS/ACTUATORS

라즈베리 파이 난방 시스템

이 튜토리얼은 라즈베리 파이, 가열 요소 및 DS18B20 온도 센서를 사용하여 실내 온도를 조절하는 방법을 안내합니다.

온도가 너무 낮으면 라즈베리 파이가 히터를 작동시킬 것입니다.
온도가 충분히 따뜻해지면 라즈베리 파이가 히터를 비활성화할 것입니다.

또한, 코드는 DS18B20 센서 대신 DHT11 또는 DHT22, LM35와 같은 다른 온도 센서에 맞게 조정할 수 있습니다.

Hardware Preparation

1	×	Raspberry Pi 4 Model B	Amazon
1	×	DS18B20 Temperature Sensor (WITH Adapter)	쿠팡 \| Amazon
1	×	DS18B20 Temperature Sensor (WITHOUT Adapter)	Amazon
1	×	4.7 kΩ resistor	Amazon
1	×	Relay	Amazon
1	×	Heating Element	Amazon
1	×	12V Power Adapter	Amazon
1	×	DC Power Jack	쿠팡 \| Amazon
1	×	Jumper Wires	Amazon
1	×	(추천) Screw Terminal Block Shield for Raspberry Pi	쿠팡 \| Amazon
1	×	(추천) USB-C Power Cable with On/Off Switch for Raspberry Pi 4B	Amazon
1	×	(추천) Plastic Case and Cooling Fan for Raspberry Pi 4B	Amazon
1	×	(추천) HDMI Touch Screen Monitor for Raspberry Pi	Amazon

공개: 이 섹션에서 제공된 링크 중 일부는 제휴 링크입니다. 이 링크를 통해 구매한 경우 추가 비용없이 수수료를 받을 수 있습니다. 지원해 주셔서 감사합니다.

Buy Note: Many DS18B20 sensors available in the market are unreliable. We strongly recommend buying the sensor from the DIYables brand using the link provided above. We tested it, and it worked reliably.

히팅 요소 및 DS18B20 온도 센서에 대하여

이 튜토리얼에서 사용된 히팅 엘리먼트는 12v 전원 공급이 필요합니다. 히팅 엘리먼트에 전원이 공급되면 열이 발생합니다. Raspberry Pi로 히팅 엘리먼트를 제어하려면 그 사이에 릴레이를 삽입해야 합니다.

온도 센서 및 가열 요소(핀아웃, 작동 방식, 프로그래밍 방법 등)에 익숙하지 않은 경우 다음의 튜토리얼이 도움이 될 수 있습니다:

Wiring Diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

배선 구성을 간단하고 체계적으로 만들기 위해, Raspberry Pi용 스크루 터미널 블록 실드 사용을 권장합니다. 이 실드는 아래와 같이 더욱 안정적이고 관리하기 쉬운 연결을 제공합니다:

Raspberry Pi Screw Terminal Block Shield

시스템 작동 방식

라즈베리 파이는 온도 센서로부터 온도를 얻습니다.
온도가 일정한 하한선 아래로 떨어지면 라즈베리 파이는 히팅 요소를 활성화합니다.
온도가 일정한 상한선을 초과하면 라즈베리 파이는 히팅 요소를 비활성화합니다.

루프가 끝없이 반복됩니다.

DS18B20 센서를 이용한 냉각 시스템을 위한 Raspberry Pi 코드

위 코드에서 온도가 15°C 이하로 떨어지면 Raspberry Pi는 난방 요소를 활성화합니다. 온도가 20°C 이상으로 오를 때까지 활성 상태를 유지합니다.

Detailed Instructions

Raspberry Pi에 Raspbian 또는 다른 Raspberry Pi 호환 운영 체제가 설치되어 있는지 확인하세요.
Raspberry Pi가 PC와 동일한 로컬 네트워크에 연결되어 있는지 확인하세요.
라이브러리를 설치해야 하는 경우 Raspberry Pi가 인터넷에 연결되어 있는지 확인하세요.
Raspberry Pi를 처음 사용하는 경우, Raspberry Pi 설정 방법을 참조하세요.
Linux 및 macOS에서는 기본 SSH 클라이언트를 사용하거나 Windows에서는 PuTTY를 사용하여 SSH를 통해 PC를 Raspberry Pi에 연결하세요. PC를 SSH를 통해 Raspberry Pi에 연결하는 방법을 참조하세요.
RPi.GPIO 라이브러리가 설치되어 있는지 확인하세요. 설치되어 있지 않다면 다음 명령어를 사용하여 설치하세요:

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

Raspberry Pi에서 DS18B20 온도 센서를 사용하기 전에 Raspberry Pi에서 1-Wire 인터페이스를 활성화해야 합니다. Raspberry Pi에서 1-Wire 인터페이스 활성화 방법을 참조하세요.
다음 명령어를 실행하여 DS18B20 온도 센서용 라이브러리를 설치하세요:

pip install w1thermsensor

Python 스크립트 파일 heating.py을(를) 생성하고 다음 코드를 추가하세요:

# 이 Raspberry Pi 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 # 이 Raspberry Pi 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. # 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: # https://newbiely.kr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-heating-system from w1thermsensor import W1ThermSensor import RPi.GPIO as GPIO import time # Constants THRESHOLD_OFF = 20 # Upper threshold of temperature, change to your desired value THRESHOLD_ON = 15 # Lower threshold of temperature, change to your desired value RELAY_PIN = 21 # GPIO pin connected to the relay module, change to your desired GPIO pin # Setup GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(RELAY_PIN, GPIO.OUT) def find_ds18b20_sensor(): for sensor in W1ThermSensor.get_available_sensors(): if sensor.type == W1ThermSensor.THERM_SENSOR_DS18B20: return sensor return None def read_temperature(sensor): try: temperature_celsius = sensor.get_temperature() return temperature_celsius except Exception as e: print(f"Error reading temperature: {e}") return None # Find DS18B20 sensor ds18b20_sensor = find_ds18b20_sensor() if ds18b20_sensor is not None: print(f"DS18B20 Sensor found: {ds18b20_sensor.id}") try: while True: temperature = read_temperature(ds18b20_sensor) if temperature is not None: if temperature > THRESHOLD_OFF: print("The heating element is turned off") GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.LOW) # turn off elif temperature < THRESHOLD_ON: print("The heating element is turned on") GPIO.output(RELAY_PIN, GPIO.HIGH) # turn on time.sleep(0.5) except KeyboardInterrupt: pass finally: GPIO.cleanup() else: print("DS18B20 Sensor not found.")

파일을 저장하고 터미널에서 다음 명령어를 실행하여 Python 스크립트를 실행하십시오:

python3 heating.py

스크립트는 터미널에서 Ctrl + C를 누를 때까지 계속 무한 루프로 실행됩니다.

센서 주변 지역의 온도를 변경하세요.
히팅 요소와 방의 온도를 확인하세요.

고급 지식

위 기술은 신호기 또는 "뱅뱅" 컨트롤러라고도 하는 온오프 컨트롤러입니다. 이 방법은 실행하기 매우 쉽습니다.

PID 컨트롤러라는 대체 접근 방식이 존재합니다. 이 온도 조절 방법은 더 안정적이지만 복잡하고 널리 사용되지 않습니다. 따라서 PID 컨트롤러는 온도 조절에 인기 있는 선택이 아닙니다.