使用小巧的Raspberry Pi Zero制作移动设备！第2篇：使用Grove传感器制作环境检测设备

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使用小巧的Raspberry Pi Zero制作移动设备！第2篇：使用Grove传感器制作环境检测设备

2023.09.20

第1篇：使用Raspberry Pi Zero和Raspberry Pi Hat轻松进行电子制作！

大家好，我是吉田。
在使用Raspberry Pi Zero进行电子制作的系列连载中，第2篇我想使用Seeed公司的Grove传感器，以便可以轻松添加传感器。我们将制作一款小型环境检测设备，这款设备只需将传感器插入即可使用各种传感器，而且还可以通过Raspberry Pi进行控制。

所需物料清单：

・Raspberry Pi Zero

・Seeed ReSpeaker 2-Mics Hat

・Grove 温湿度传感器

・Grove 4位显示器

・小型锂聚合物电池
（*注意：请小心处理，使用风险自负）

・带开关的分线板

・Raspberry Pi Zero外壳（如果是Raspberry Pi入门套件，会附带外壳，可以即拆即用。）

1.使用Grove传感器

这次，我们将使用Seeed ReSpeaker作为Raspberry Pi Hat。如果您还没有安装驱动程序，请参考Seeed 页面或者参考上篇文章进行设置。
ReSpeaker有两个Grove引脚。Grove是Seeed公司推出的传感器系列，只需将传感器插入引脚即可使用，无需焊接。

Seeed推出了100多种带有Grove引脚的传感器，涵盖了大多数传感器。

[在日本国内销售的部分Grove传感器]

[在Switch Science用“grove”搜索得到的结果截屏]

我们从中选择几款易于Raspberry Pi使用的传感器。
首先，选择了经典的温湿度传感器，使用称为“DHT11”的传感器来测量温度和湿度，图中方形蓝色的传感器已经安装在电路板上，从电路板上引出4个Grove引脚。
使用温湿度传感器时通常需要安装电阻器和电路，并分别连接电源、GND和输出，而使用这种传感器，您只需将其插入四个统一的Grove引脚即可，非常方便。
下面我把这个温湿度传感器插入左侧的Grove引脚，如下图所示。

Seeed还提供使用Raspberry Pi处理该传感器的软件。接通Raspberry Pi的电源并通过SSH将传感器连接到Raspberry Pi。请参考Seeed公司的Github 页面，参照下图红框部分，安装grove.py。

在这里，通过Python3将grove.py程序安装在Raspberry Pi上。

$ git clone https://github.com/Seeed-Studio/grove.py
$ cd grove.py
$ sudo pip3 install .
$ cd grove

安装完成后，您可以看到各种程序都存放在一个名为“grove”的文件夹中。在这里，我们将使用其中的“grove_temperature_humidity_sensor.py”。编写如下所示的简单程序，使用DHT11测量温度和湿度。ReSpeaker左侧的Grove引脚是与GPIO3连接的，因此指定该引脚。

[示例程序 grove_temp.py]

import time
from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT

# DHT("type 11", GPIO)
dht11 = DHT("11", 3)

while True:
    humi, temp = dht11.read()
    print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp))
    time.sleep(1)

然后，使用python3命令运行程序：

$ python3 grove_temp.py

怎么样？传感器应该能够每隔几秒测量一次温度和湿度并在屏幕上显示数值。

您看到了，只需插入Grove并使用示例程序，即可轻松测量温度和湿度，不是吗？

2.使用4位LCD显示器

我们已经测量了温度和湿度，我想显示一下测量结果。Grove还带有4位LCD显示器，可以轻松地显示数值。
该LCD显示器同样有四个Grove引脚。将显示器连接到ReSpeaker中间的引脚。

4位显示器也有相应的示例程序，我们直接使用该程序。编写如下示例程序：

[grove_4d.py]

import time
from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay

display = Grove4DigitDisplay(12, 13)

count = 0
while True:
    t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time()))
    display.show(t)
    display.set_colon(count & 1)
    count += 1
    time.sleep(1)

运行程序，能够显示当前时间了！只需要简单连接一下即可显示数据，真的是非常轻省！

$ python3 grove_4d.py

[显示时间（19:57）]

现在，我们让LCD显示之前测量得到的温度和湿度。
创建结合了前面编写的grove_temp.py和grove_4d.py的grove_temp_4d.py程序。

[grove_temp_4d.py]

import time
from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay
from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT

# DHT("type 11", GPIO)
dht11 = DHT("11", 3)

display = Grove4DigitDisplay(12, 13)

count = 0
while True:
    humi, temp = dht11.read()
    print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp))
    t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time()))
    display.show(t)
    display.set_colon(count & 1)
    count += 1
    time.sleep(1)
    if count == 10:
        display.show(str(humi)+" P")
        time.sleep(1)
        display.show(str(temp)+" C")
        time.sleep(1)
        count = 0

然后运行程序。时间、温度和湿度将交替显示。

$ python3 grove_temp_4d.py

[交替显示时间（19:58）、湿度35P（%）和室温25℃（度）]

3.组装环境检测设备

最后，将这些组件组装成一个可以挂在脖子上或放在电脑旁边的小型设备。
我们还会让设备定期将测量结果上传到Google Spreadsheet中，以便您能了解您在一天中所处的环境（温度和湿度）。这可能是一个回顾一下您房间平时情况的好机会！

首先，让我们将一个小型锂离子电池连接到Raspberry Pi Zero。

然后，将Grove温湿度传感器和LCD放置到合适的位置。

我把它们放在我在百元店买的盒子里。用回形针等工具在在盒子背面固定好，这样就完成了环境检测设备！

最后，让我们再添加一个定期将测量结果上传到Google Spreadsheet的功能。使用IFTTT可以轻松将数据从Raspberry Pi上传到Google Spreadsheet。

进入IFTTT.com页面并创建一个新的小程序。
选择Webhook作为触发器。指定适当的事件名称 (rpzero_temp)。

然后选择Google Spreadsheets作为Action。
选择“Add row to spreadsheet”（向电子表格添加行），这样，每次测量温度和湿度时，都会在电子表格中添加一行。
数据定义暂且按照以下默认设置即可。

现在，我们便创建完成了一个小程序，当它从Raspberry Pi接收到一个名为
“rpzero_temp”的事件时，便会将数据写入电子表格。

请点击Webhooks并复制您的帐户密钥（下面涂黑的部分）。然后在Raspberry Pi上设置此密钥。

接下来，将此连接信息作为IFTTT_URL和IFTTT_KEY嵌入到Raspberry Pi程序中。
将从温湿度传感器接收到的数据设置为传递数据Value1、2和3。

[grove_temp_4d_sheet.py]

import time
from grove.grove_4_digit_display import Grove4DigitDisplay
from grove.grove_temperature_humidity_sensor import DHT
import requests

# DHT("type 11", GPIO)
dht11 = DHT("11", 3)

display = Grove4DigitDisplay(12, 13)

IFTTT_URL = 'https://maker.ifttt.com/trigger/rpzero_temp/with/key/'
IFTTT_KEY = 'ifttt_key' #先程の黒塗り部分のKeyを貼り付ける

count = 0
while True:
    humi, temp = dht11.read()
    print('DHT{0}, humidity {1:.1f}%, temperature {2:.1f}*'.format(dht11.dht_type, humi, temp))
    t = time.strftime("%H%M", time.localtime(time.time()))
    display.show(t)
    display.set_colon(count & 1)
    count += 1
    time.sleep(1)
    if count == 10:
        display.show(str(humi)+" P")
        time.sleep(1)
        display.show(str(temp)+" C")
        time.sleep(1)
        requests.post(IFTTT_URL + IFTTT_KEY, json = {'value1':'DHT11', 'value2':humi, 'value3':temp})
        print(str(humi) + "% and " + str(temp) +"C are uploaded to IFTTT sheet")
        count = 0

现在，当您运行该程序时，数据将会定期存储在Google Spreadsheet中。