Raspberry Pi와 BME280 센서를 이용한 온도, 습도, 압력 데이터 로거 (Python)

이 프로젝트에서는 라즈베리 파이 와 BME280 센서를 사용하여 온도, 습도, 압력 데이터와 해당 타임스탬프를 자동으로 .txt 파일에 저장하는 데이터 로거를 제작합니다 . 이 프로젝트는 센서를 사용하는 다양한 응용 분야에서 유용한 데이터 수집의 기초를 제공합니다. 이 프로젝트에서 다룬 개념은 어떤 센서에도 적용할 수 있습니다. 

 

BME280 센서 모듈을 소개합니다 BME280 센서 모듈은 기압, 온도 및 습도를 측정합니다. 기압은 고도에 따라 변하기 때문에 고도를 추정할 수도 있습니다. 이 센서 모듈에는 여러 버전이 있으며, 우리는 아래 그림에 나와 있는 모듈을 사용합니다. 

 

 

이 센서는 I2C 통신 프로토콜을 사용하므로 배선이 매우 간단합니다. 다음 표에 나와 있는 것처럼 라즈베리 파이의 기본 I2C 핀을 사용하면 됩니다. 

 

라즈베리 파이에서 I2C를 활성화하세요 I2C 통신은 기본적으로 비활성화되어 있습니다. 수동으로 활성화해야 합니다. 라즈베리 파이 에서 터미널 창을 열고 다음 명령어를 입력하세요. 

 

BME280 센서를 라즈베리 파이에 연결하기 

 

 

센서의 I2C 주소 가져오기 센서가 라즈베리 파이 에 연결되었으니 , 이제 센서의 I2C 주소를 검색하여 제대로 연결되었는지 확인해 보겠습니다. 라즈베리 파이 에서 터미널 창을 열고 다음 명령어를 실행하세요.

 

sudo i2cdetect -y 1 

 

 

BME280 라이브러리를 설치하세요

 

라즈베리 파이 에서 BME280 센서 의 데이터를 읽을 수 있는 라이브러리가 여러 개 있습니다 . 여기서는 RPi.BME280 라이브러리를 사용하겠습니다 . 이 라이브러리는 BME280 센서 에서 데이터를 읽는 함수뿐만 아니라 각 측정값에 타임스탬프를 추가하는 기능도 제공합니다. 따라서 데이터 로깅 애플리케이션에 매우 편리하게 사용할 수 있습니다.

 

이 라이브러리는 PIP(파이썬 패키지 관리자)를 통해 설치할 수 있습니다.

먼저 다음 명령어를 실행하여 pip를 설치하거나 업그레이드하십시오.

 

sudo pip install --upgrade pip

 

다음으로, pip를 사용하여 라이브러리를 설치하려면 다음 명령을 실행하십시오.

 

sudo pip install RPI.BME280

 

pytz 라이브러리 설치

 

RPi.280 라이브러리 에는 각 측정값과 관련된 타임스탬프를 가져오는 옵션이 있습니다. 하지만 이 타임스탬프는 UTC 시간으로 표시됩니다. 특정 시간대로 변환하려면 pytz 라이브러리를 사용할 수 있습니다. 라즈베리 파이 에서 터미널 창을 열고 다음 명령어를 실행하여 pytz 라이브러리를 설치하세요.

 

pip install pytz 

 

라즈베리 파이 BME280 데이터 로거 파이썬 스크립트 

 

# Complete Project Details: https://ebokify.com/raspberry-pi-bme280-data-logger/

import smbus2
import bme280
import os
import time
import pytz

# BME280 sensor address (default address)
address = 0x76

# Initialize I2C bus
bus = smbus2.SMBus(1)

# Load calibration parameters
calibration_params = bme280.load_calibration_params(bus, address)

# create a variable to control the while loop
running = True

# Check if the file exists before opening it in 'a' mode (append mode)
file_exists = os.path.isfile('sensor_readings_bme280.txt')
file = open('sensor_readings_bme280.txt', 'a')

# Write the header to the file if the file does not exist
if not file_exists:
    file.write('Time and Date, temperature (ºC), temperature (ºF), humidity (%), pressure (hPa)\n')

# loop forever
while running:
    try:
        # Read sensor data
        data = bme280.sample(bus, address, calibration_params)

        # Extract temperature, pressure, humidity, and corresponding timestamp
        temperature_celsius = data.temperature
        humidity = data.humidity
        pressure = data.pressure
        timestamp = data.timestamp

        # Adjust timezone
        # Define the timezone you want to use (list of timezones: https://gist.github.com/mjrulesamrat/0c1f7de951d3c508fb3a20b4b0b33a98)
        desired_timezone = pytz.timezone('Europe/Lisbon')  # Replace with your desired timezone

        # Convert the datetime to the desired timezone
        timestamp_tz = timestamp.replace(tzinfo=pytz.utc).astimezone(desired_timezone)

        # Convert temperature to Fahrenheit
        temperature_fahrenheit = (temperature_celsius * 9/5) + 32

        # Print the readings
        print(timestamp_tz.strftime('%H:%M:%S %d/%m/%Y') + " Temp={0:0.1f}ºC, Temp={1:0.1f}ºF, Humidity={2:0.1f}%, Pressure={3:0.2f}hPa".format(temperature_celsius, temperature_fahrenheit, humidity, pressure))

        # Save time, date, temperature, humidity, and pressure in .txt file
        file.write(timestamp_tz.strftime('%H:%M:%S %d/%m/%Y') + ', {:.2f}, {:.2f}, {:.2f}, {:.2f}\n'.format(temperature_celsius, temperature_fahrenheit, humidity, pressure))

        time.sleep(10)

    except KeyboardInterrupt:
        print('Program stopped')
        running = False
        file.close()
    except Exception as e:
        print('An unexpected error occurred:', str(e))
        running = False
        file.close()

 

이제 sensors_readings_bme280.txt 파일을 열어서 수집된 모든 데이터를 확인할 수 있습니다. 프로그램을 다시 실행하여 더 많은 데이터를 수집할 수 있으며, 이전 데이터는 덮어쓰여지지 않습니다.