{"id":1349,"date":"2015-08-30T03:30:42","date_gmt":"2015-08-30T07:30:42","guid":{"rendered":"http:\/\/nagashur.com\/blog\/?p=1349"},"modified":"2015-08-30T03:31:43","modified_gmt":"2015-08-30T07:31:43","slug":"ds18b20-raspberry-pi-mesurer-la-temperature-avec-une-sonde-numerique","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/nagashur.com\/blog\/2015\/08\/30\/ds18b20-raspberry-pi-mesurer-la-temperature-avec-une-sonde-numerique\/","title":{"rendered":"DS18B20 Raspberry pi – Mesurer la temp\u00e9rature avec une sonde num\u00e9rique"},"content":{"rendered":"

Pour mesurer la temp\u00e9rature, il est possible d’utiliser divers capteurs, tels que le TMP36<\/a>, le DHT11<\/a>\/DH22<\/a>, ou encore le DS18B20<\/a>. C’est \u00e0 cette derni\u00e8re sonde que nous nous int\u00e9resserons aujourd’hui. Il s’agit d’une sonde num\u00e9rique (pas besoin de convertisseur analogique-num\u00e9rique tel que le MCP3008<\/a>) qui est assez pr\u00e9cise (\u00b10.5\u00b0C sur la plage -10\u00b0C – 85\u00b0C), raisonnablement facile \u00e0 utiliser, et consommant peu. Par rapport \u00e0 une sonde analogique, c’est un peu plus complexe, puisqu’il faut utiliser le protocole dallas 1-wire, mais nous verrons qu’il y a d\u00e9j\u00e0 les outils n\u00e9cessaires pour exploiter tout cela.<\/p>\n

<\/p>\n

DS18B20 Raspberry pi : le c\u00e2blage<\/h2>\n

Si nous regardons la sonde de pr\u00e8s, elle est en forme de demi cylindre, avec un c\u00f4t\u00e9 plat, portant des inscriptions, comme on peut le voir sur la photo suivante :<\/p>\n

\"Brochage<\/a>

Brochage du DS18B20<\/p><\/div>\n

Lorsque nous regardons le c\u00f4t\u00e9 plat, les pattes \u00e9tant vers le bas, on \u00e0 de gauche \u00e0 droite les trois pattes de la sonde. La premi\u00e8re pour la masse (GND)<\/strong>, la seconde pour le signal<\/strong> (connect\u00e9 au GPIO4) et la derni\u00e8re est l’alimentation, VCC<\/strong> (ici 3.3V) .<\/p>\n

 <\/p>\n

On va donc logiquement connecter la broche GND<\/strong> \u00e0 la masse<\/strong> du Raspberry Pi, la broche VCC<\/strong> au +3.3V<\/strong>, et la broche signal<\/strong> au GPIO4<\/strong>. Mais il faudra \u00e9galement connecter la broche signal \u00e0 VCC, via une r\u00e9sistance de 4.7KOhms. Vous pouvez suivre le sch\u00e9ma suivant :<\/p>\n

\"DS18B20<\/a>

DS18B20 Raspberry pi – c\u00e2blage<\/p><\/div>\n

Et c’est tout \ud83d\ude42<\/p>\n

Configuration du syst\u00e8me<\/h2>\n

Avant de pouvoir utiliser notre sonde, il faut configurer le syst\u00e8me. Nous verrons donc les quelques commandes n\u00e9cessaires pour cela.<\/p>\n

\u00c9tape 1 : modifier \/boot\/config.txt<\/h3>\n

Pour cela, vous pouvez taper la commande suivante :<\/p>\n

sudo nano \/boot\/config.txt<\/pre>\n
Il faudra alors ajouter le texte suivant \u00e0 la fin du fichier :<\/p>\n
dtoverlay=w1-gpio<\/pre>\n
 <\/p>\n
Sauvegardez avec CTRL+W<\/strong>, puis quittez avec CTRL+X<\/strong>.<\/p>\n
Vous pouvez alors red\u00e9marrer le syst\u00e8me :<\/p>\n
sudo reboot<\/pre>\n
\u00c9tape 2: charger les modules w1<\/span>–<\/span>gpio et w1<\/span>–<\/span>therm<\/span><\/h3>\n
Pour charger les modules noyau n\u00e9cessaire \u00e0 l’exploitation du capteur, on ex\u00e9cutera les commandes suivantes : <\/span><\/p>\n
 sudo modprobe w1-gpio sudo modprobe w1-therm <\/pre>\n
Cela nous permettra de charger les modules jusqu’au prochain red\u00e9marrage du syst\u00e8me. Du coup, il faudra refaire cette manipulation \u00e0 chaque d\u00e9marrage<\/strong>.<\/p>\n
 <\/p>\n
Si l’on souhaite au contraire faire en sorte que les modules en question soient automatiquement charg\u00e9s<\/strong>, une autre solution est de modifier le fichier \/etc\/modules<\/strong> :<\/p>\n
sudo nano \/etc\/modules<\/pre>\n
On ajoute alors en fin de fichier les deux lignes suivantes :<\/p>\n
\r\nw1-gpio\r\nw1-therm\r\n<\/pre>\n
Ainsi, \u00e0 chaque d\u00e9marrage du syst\u00e8me, ces deux modules seront automatiquement charg\u00e9s.<\/p>\n
\u00c9tape 3 : lire les donn\u00e9es de la sonde<\/h3>\n
On pourra alors v\u00e9rifier le fonctionnement de la sonde en faisant ceci :<\/p>\n
\r\ncd \/sys\/bus\/w1\/devices\r\nls\r\n<\/pre>\n
Si la sonde est reconnue, on verra apparaitre une liste contenant au moins un \u00e9l\u00e9ment qui correspond \u00e0 la sonde (quelque chose comme 28-xxxx).
\nOn pourra alors faire ceci pour lire les donn\u00e9es du capteur :<\/p>\n
\r\ncd 28-xxxx\r\ncat w1_slave\r\n<\/pre>\n
Cela affichera alors les donn\u00e9es du capteur, comme on peut le voir ici :<\/p>\n
\"terminal<\/a>
terminal :\u00a0 lecture du DS18B20<\/p><\/div>\n
Comme vous pouvez le voir dans l’exemple de l’image, on obtient une sortie sur deux lignes. La premi\u00e8re ligne est termin\u00e9e par YES, indiquant que notre capteur \u00e0 pu lire une temp\u00e9rature, et la seconde ligne est termin\u00e9e par t=xxxxx, ou l’on a la temp\u00e9rature en milli\u00e8mes de degr\u00e9s (on divise par 1000 pour obtenir la temp\u00e9rature en degr\u00e9s).<\/p>\n
Dans l’exemple, je fournis une ligne de code permettant de ne s\u00e9lectionner que la temp\u00e9rature :<\/p>\n
\r\ncat \/sys\/bus\/w1\/devices\/28-000006799670\/w1_slave | tail -n 1 | cut -f10 -d " " | cut -f 2 -d "="\r\n<\/pre>\n
Programmation<\/h2>\n
Nous verrons maintenant comment exploiter la sortie fournie par la sonde afin de surveiller une temp\u00e9rature. Nous verrons pour cela deux solutions : la premi\u00e8re avec un script bash, et la seconde via un script python.<\/p>\n
Comme nous l’avons d\u00e9j\u00e0 vu bri\u00e8vement, il est possible de r\u00e9cup\u00e9rer uniquement la temp\u00e9rature dans une variable. Nous devrons alors diviser l’ensemble par 1000 pour pouvoir avoir une temp\u00e9rature en\u00a0 degr\u00e9s Celsius. Cependant, le probl\u00e8me est que l’interpr\u00e9teur bash ne g\u00e8re pas les nombres \u00e0 virgule, mais uniquement les entiers. Il existe diverses solutions, et vous pourrez en apprendre davantage en suivant ce lien<\/a>. Pour faire simple, une solution serait d’utiliser bc, mais ce n’est pas install\u00e9 par d\u00e9faut sur le raspberry pi. Une autre solution qui fonctionne sans ajouter de paquets est d’utiliser awk.<\/p>\n
Script bash<\/h3>\n
Ainsi, on obtient un petit script readTemp1.sh basique :<\/p>\n
\r\n\r\n#!\/bin\/bash\r\ntemp01=`cat \/sys\/bus\/w1\/devices\/28-000006799670\/w1_slave | tail -n 1 | cut -f10 -d " " | cut -f 2 -d "="`\r\ntemp02=$(awk "BEGIN {printf \\"%.3f\\",${temp01}\/1000}")\r\necho $temp02\r\n\r\n<\/pre>\n
Enregistrez donc ceci dans un fichier readTemp1.sh, puis faites ajoutez les droits d’ex\u00e9cution :<\/p>\n
\r\n\r\nchmod u+x readTemp1.sh\r\n\r\n<\/pre>\n
Vous pouvez alors ex\u00e9cuter le script en faisant\u00a0 sudo .\/readTemp1.sh<\/strong> . Il est \u00e9galement possible de ne pas ajouter les droits en ex\u00e9cution, et se contenter de faire sudo sh .\/readTemp1.sh<\/strong>.<\/p>\n
Dans tous les cas, on obtient un affichage en degr\u00e9s Celsius avec les d\u00e9cimales (trois, mais on peut r\u00e9duire en changeant le %.3f<\/strong> en %.2f<\/strong> dans le script pour avoir deux d\u00e9cimales par exemple).<\/p>\n
Cette approche basique fonctionne, et permet d’obtenir la temp\u00e9rature. Mais id\u00e9alement, il faudrait v\u00e9rifier sur la premi\u00e8re ligne si l’on a bien un YES.<\/p>\n
C’est ce que nous ferons maintenant :<\/p>\n
\r\n\r\n#!\/bin\/bash\r\nprobe_addr='28-000006799670'\r\nres=`cat \/sys\/bus\/w1\/devices\/$probe_addr\/w1_slave | head -n 1 | grep YES | wc -l`\r\nif [ $res -eq 1 ]\r\nthen\r\ntemp01=`cat \/sys\/bus\/w1\/devices\/$probe_addr\/w1_slave | tail -n 1 | cut -f10 -d " " | cut -f 2 -d "="`\r\ntemp02=$(awk "BEGIN {printf \\"%.2f\\",${temp01}\/1000}")\r\necho $temp02\r\nfi\r\n\r\n<\/pre>\n
Dans ce contexte, le script teste si on a bien YES sur la ligne 1, et si c’est le cas, r\u00e9cup\u00e8re la temp\u00e9rature et l’affiche. Dans le cas contraire, il n’affiche rien.<\/p>\n
On peut ajouter un elif dans le script si on veut afficher un message d’erreur.<\/p>\n
 <\/p>\n
 <\/p>\n
Script python<\/h3>\n
Pour ce script, je ne vais pas r\u00e9inventer la roue, et on va utiliser un script inspir\u00e9 du code d’exemple d’Adafruit<\/a> :<\/p>\n
\r\n#!\/usr\/bin\/env python\r\nimport os\r\nimport glob\r\nimport time\r\nimport sys\r\n\r\nos.system('modprobe w1-gpio')\r\nos.system('modprobe w1-therm')\r\n\r\nbase_dir = '\/sys\/bus\/w1\/devices\/'\r\ndevice_folder = glob.glob(base_dir + '28*')[0]\r\ndevice_file = device_folder + '\/w1_slave'\r\n\r\ndef read_temp_raw():\r\n f = open(device_file, 'r')\r\n lines = f.readlines()\r\n f.close()\r\n return lines\r\n\r\ndef read_temp():\r\n lines = read_temp_raw()\r\n while lines[0].strip()[-3:] != 'YES':\r\n time.sleep(0.2)\r\n lines = read_temp_raw()\r\n equals_pos = lines[1].find('t=')\r\n if equals_pos != -1:\r\n temp_string = lines[1][equals_pos+2:]\r\n temp_c = float(temp_string) \/ 1000.0\r\n temp_f = temp_c * 9.0 \/ 5.0 + 32.0\r\n return temp_c, temp_f\r\n\r\ntry:\r\n while True:\r\n print(read_temp()[0])\r\n time.sleep(0.3)\r\nexcept KeyboardInterrupt:\r\n sys.exit(0)\r\n<\/pre>\n
J’ai modifi\u00e9 leur code pour ajouter un shebang<\/a> au d\u00e9but, l’ajout de la gestion d’une exception<\/a> pour capturer le CTRL+C<\/strong>, qui permet de quitter le script, sans afficher de messages d’erreur, et enfin le fait de n’afficher que la temp\u00e9rature en\u00a0 Celsius. Si vous voulez des degr\u00e9s Fahrenheit, il suffira de modifier la ligne 34 pour remplacer le 0 en 1 entre les crochets, et pour afficher les deux il suffit d’enlever les crochets et le nombre.<\/p>\n
Ce script affiche la temp\u00e9rature toutes les demi-secondes, et tourne en boucle pour ne se terminer que si l’on fait CTRL+C<\/strong>. En outre, il affichera la temp\u00e9rature de la premi\u00e8re sonde DS18B20 trouv\u00e9e, et donc ne sera pas adapt\u00e9 \u00e0 l’affichage de plusieurs temp\u00e9ratures. On peut le modifier pour afficher une sonde bien pr\u00e9cise qui n’est pas forc\u00e9ment la premi\u00e8re, et \u00e9galement pour qu’il affiche la temp\u00e9rature une fois avant de quitter (pouvant ainsi \u00eatre utilis\u00e9 pour d’autres scripts) :<\/p>\n
\r\n#!\/usr\/bin\/env python\r\nimport os\r\nimport glob\r\nimport time\r\nimport sys\r\n\r\nos.system('modprobe w1-gpio')\r\nos.system('modprobe w1-therm')\r\n\r\nbase_dir = '\/sys\/bus\/w1\/devices\/'\r\nprobe_addr='28-000006799670\/' #remplacer ici par l'adresse de la sonde\r\ndevice_folder = glob.glob(base_dir + probe_addr)[0]\r\ndevice_file = device_folder + '\/w1_slave'\r\n\r\ndef read_temp_raw():\r\n f = open(device_file, 'r')\r\n lines = f.readlines()\r\n f.close()\r\n return lines\r\n\r\ndef read_temp():\r\n lines = read_temp_raw()\r\n while lines[0].strip()[-3:] != 'YES':\r\n time.sleep(0.2)\r\n lines = read_temp_raw()\r\n equals_pos = lines[1].find('t=')\r\n if equals_pos != -1:\r\n temp_string = lines[1][equals_pos+2:]\r\n temp_c = float(temp_string) \/ 1000.0\r\n temp_f = temp_c * 9.0 \/ 5.0 + 32.0\r\n return temp_c, temp_f\r\n\r\nprint(read_temp()[0])\r\n<\/pre>\n
A noter qu’on peut \u00e9galement se d\u00e9barrasser des deux lignes 7 et 8 si l’on a charg\u00e9 les modules au d\u00e9marrage.<\/p>\n
Autres ressources<\/h2>\n
S’il vous faut d’autres ressources, en voici quelques unes :<\/p>\n