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Ansteuerung von 3 LEDs am Raspberry Pi mit Python basierend auf Temperaturmesswerten

Veröffenticht am 16.12.2015 von Raab Wolfgang in der Kategorie LEDs, Raspberry Pi, Sensoren, Temperatur WebApp bisher 5 Reaktionen Zuletzt überarbeitet am 24.09.2023

In diesem Beitrag zeige ich dir, wie du mit Python drei LEDs auf deinem Raspberry Pi basierend auf Temperaturmessungen steuern kannst.
Die notwendigen Schritte zur Einrichtung des Temperatursensors DS18B20 habe ich in meinem Beitrag „Temperatur-Sensor DS1820 am Raspberry Pi mit Python“ erklärt.

Aktualisiert am 13.09.2023: Der ursprüngliche Beitrag stammt vom 16.12.2015 und wurde heute von mir aktualisiert. Neben einer Aktualisierung der notwendigen Hardware habe ich den Code an Python 3 angepasst.

Dieser Beitrag gehört zur Kategorie “Temperatur WebApp“, in der du eine Sammlung von Beiträgen findest, wie man eine eigene WebApp erstellt und auf die mit dem Raspberry Pi ermittelten Temperaturdaten zugreifen kannst.

Anschluss der LEDs

Bevor wir mit der Programmierung beginnen, müssen wir natürlich unsere LEDs mit dem Raspberry Pi verbinden. Für die Verbindung benötigen wir

einen Raspberry Pi (ich verwende den Raspberry Pi 4, aber auch andere Modelle funktionieren)
drei verschiedenfarbige LEDs
drei 150 Ohm Widerstände
drei NPN BC547 Transistoren
DS18B20 Temperatur-Sensor für die Messwerterfassung
einen 4,7k Ohm Pull-Up Widerstand für den Temperatursensor
ein Breadboard und entsprechende Kabel zum Testen, wenn du noch keines hast, empfiehlt sich gleich ein entsprechendes Set

Die drei verschiedenfarbigen LEDs werden über je einen 150 Ohm Widerstand an die 5 Volt (Pin 2) des Raspberry Pi angeschlossen. Die Ansteuerung über die 3,3 Volt-Pins des RasPi erfolgt über je einen NPN-Transistor BC547 an dessen Anschluss B (mittleres Beinchen). GND habe ich mit Pin 25 des Raspberry Pi verbunden.

Steckplatinen-Schaubild des Anschluss von 3 LEDs am Raspberry Pi

Die fritzing Projektdatei habe ich für dich zum Download bereitgestellt.

Python-Programm

Für die Ansteuerung der GPIOs über Python ist keine spezielle Installation erforderlich. Allerdings muss der Aufruf des Programms bzw. der Entwicklungsumgebung (IDLE) mit den entsprechenden Rechten erfolgen. Daher der Aufruf im Terminal mit sudo, in meinem Fall: sudo idle /var/www/led.py. Außerdem ist im Programm der IMPORT der Bibliothek notwendig.

#!/usr/bin/python
# coding=utf-8
# led.py
#------------------------------------------------------------

import os, sys, time

import RPi.GPIO as gp


def sensorDateiAuslesen():
      
    # 1-wire Slave Datei lesen
    file = open('/sys/bus/w1/devices/28-0516848e26ff/w1_slave')
    filecontent = file.read()
    file.close()

    # Temperaturwerte auslesen und konvertieren
    stringvalue = filecontent.split("\n")[1].split(" ")[9]
    temperature = float(stringvalue[2:]) / 1000

    # Temperatur ausgeben
    rueckgabeWert = '%6.2f' % temperature 
    #Temperaturwert auf 2 Dezimalstellen formatiert

    return (rueckgabeWert)


def aktuelleTemperatur():
      
    messDaten = sensorDateiAuslesen()

    tempStatus=ledAusgabe(float(messDaten))
    
    return()



def ledAusgabe(messWert):

    if messWert < minTempUser:
        print ("Gemessene Temperatur von ", messWert, 
              " unter dem definierten Wert von ",
              minTempUser, "!")
        ledSteuerung(25)
        rueckgabe = 1
    elif messWert > maxTempUser:
        print ("Gemessene Temperatur von ", messWert,
              " über dem definierten Wert von ", maxTempUser, "!")
        ledSteuerung(24)
        rueckgabe = 2
    else:
        print ("Gemessene Temperatur von ", messWert,
              " im gewünschten Bereich von ", minTempUser,
              " und ", maxTempUser)
        ledSteuerung(18)
        rueckgabe = 3
    return(rueckgabe)

def ledSteuerung(steuerWert):
    if steuerWert == 0:
        gp.output(18, gp.LOW)
        gp.output(24, gp.LOW)
        gp.output(25, gp.LOW)
    elif steuerWert == 18:
        gp.output(24, gp.LOW)
        gp.output(25, gp.LOW)
        gp.output(18, gp.HIGH)
    elif steuerWert == 24:
        gp.output(18, gp.LOW)
        gp.output(25, gp.LOW)
        gp.output(24, gp.HIGH)
    elif steuerWert == 25:
        gp.output(18, gp.LOW)
        gp.output(24, gp.LOW)
        gp.output(25, gp.HIGH)
    else:
        print ("Falscher Übergabewert in ledSteuerung()")
 

global minTempSensor, maxTempSensor, minTempUser, maxTempUser
minTempUser = 20.00 # Benutzerdefinierte Untergrenze der Temperatur
maxTempUser = 21.00 # Benutzerdefinierte Obergrenze der Temperatur    

# GPIO für LED Steuerung initialisieren
gp.setmode(gp.BCM) # BCM Nummern verwenden
gp.setwarnings(False) # Warnmeldungen abschalten
gp.setup(18, gp.OUT) # Pin12 - BCM Nummer 18 - GPIO1 wird Ausgang
gp.setup(24, gp.OUT) # Pin18 - BCM Nummer 24 - GPIO5 wird Ausgang
gp.setup(25, gp.OUT) # Pin22 - BCM Nummer 25 - GPIO6 wird Ausgang


# while-Schleife

summe = 0

while summe < 100:
    aktuelleTemperatur()
    time.sleep(1)
    summe = summe + 1

100

#!/usr/bin/python

# coding=utf-8

# led.py

#------------------------------------------------------------

import os, sys, time

import RPi.GPIO as gp

def sensorDateiAuslesen():

# 1-wire Slave Datei lesen

file = open('/sys/bus/w1/devices/28-0516848e26ff/w1_slave')

filecontent = file.read()

file.close()

# Temperaturwerte auslesen und konvertieren

stringvalue = filecontent.split("\n")[1].split(" ")[9]

temperature = float(stringvalue[2:]) / 1000

# Temperatur ausgeben

rueckgabeWert = '%6.2f' % temperature

#Temperaturwert auf 2 Dezimalstellen formatiert

return (rueckgabeWert)

def aktuelleTemperatur():

messDaten = sensorDateiAuslesen()

tempStatus=ledAusgabe(float(messDaten))

return()

def ledAusgabe(messWert):

if messWert < minTempUser:

print ("Gemessene Temperatur von ", messWert,

" unter dem definierten Wert von ",

minTempUser, "!")

ledSteuerung(25)

rueckgabe = 1

elif messWert > maxTempUser:

print ("Gemessene Temperatur von ", messWert,

" über dem definierten Wert von ", maxTempUser, "!")

ledSteuerung(24)

rueckgabe = 2

else:

print ("Gemessene Temperatur von ", messWert,

" im gewünschten Bereich von ", minTempUser,

" und ", maxTempUser)

ledSteuerung(18)

rueckgabe = 3

return(rueckgabe)

def ledSteuerung(steuerWert):

if steuerWert == 0:

gp.output(18, gp.LOW)

gp.output(24, gp.LOW)

gp.output(25, gp.LOW)

elif steuerWert == 18:

gp.output(24, gp.LOW)

gp.output(25, gp.LOW)

gp.output(18, gp.HIGH)

elif steuerWert == 24:

gp.output(18, gp.LOW)

gp.output(25, gp.LOW)

gp.output(24, gp.HIGH)

elif steuerWert == 25:

gp.output(18, gp.LOW)

gp.output(24, gp.LOW)

gp.output(25, gp.HIGH)

else:

print ("Falscher Übergabewert in ledSteuerung()")

global minTempSensor, maxTempSensor, minTempUser, maxTempUser

minTempUser = 20.00 # Benutzerdefinierte Untergrenze der Temperatur

maxTempUser = 21.00 # Benutzerdefinierte Obergrenze der Temperatur

# GPIO für LED Steuerung initialisieren

gp.setmode(gp.BCM) # BCM Nummern verwenden

gp.setwarnings(False) # Warnmeldungen abschalten

gp.setup(18, gp.OUT) # Pin12 - BCM Nummer 18 - GPIO1 wird Ausgang

gp.setup(24, gp.OUT) # Pin18 - BCM Nummer 24 - GPIO5 wird Ausgang

gp.setup(25, gp.OUT) # Pin22 - BCM Nummer 25 - GPIO6 wird Ausgang

# while-Schleife

summe = 0

while summe < 100:

aktuelleTemperatur()

time.sleep(1)

summe = summe + 1

Bereitgestellte Dateien und Links

Die Fritzing Projektdatei steht auch auf meiner Fritzing Projektseite auf diesem Blog zum Download zur Verfügung.

Wenn du dir das Abtippen oder Kopieren des Codes sparen möchtest, steht dir der Code als Textdatei zum Download bereit.

Gib im Terminal folgenden Befehl ein, dieser lädt die Textdatei herunter und speichert diese als Python-Datei ab.

wget -O led.py https://webnist.de/downloads/led.txt

1	wget -O led.py https://webnist.de/downloads/led.txt

Die Funktionsweise des (ursprünglichen) Programmcodes habe ich als Video auf YouTube hochgeladen.

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Wolfgang Raab – Betreiber von webnist.de

Mein Name ist Wolfgang, ich beschäftige mich nun schon seit 1985 mit der EDV und im Besonderen mit der Software- und Webentwicklung.

Auf diesem Blog schreibe ich über Dinge, die mich begeistern, beschäftigen und ich der Meinung bin, es könnte für andere interessant und hilfreich sein.

Als großer Fan des Raspberry Pi finde ich es spannend, wie man den kleinen Computer in Verbindung mit dem IoT und Smart Home nutzen kann. Deshalb behandeln viele Beiträge auch genau dieses Thema.

Ich bin ein leidenschaftlicher Leser und Fotograf. Wenn ich nicht gerade in einem spannenden Roman versinke, bin ich oft unterwegs, um die Schönheit der Welt mit meiner Kamera einzufangen und zu teilen.

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Fritz Mühlmann schrieb am 21. Oktober 2023:

Sehr geerter Herr Raab,
Wir sind Talente einer Talentförderung für Informatik und setzen uns gerade mit dem Rasberry Pie auseinander. Wir sind dabei auf Ihre Seite gestoßen und fanden die Videos sehr hilfreich. Jedoch Schreiben wir Ihnen mit ein paar Vorliegen.

Uns ist aufgefallen das bei dem Projekt, bei dem 3 LED durch ein Phyton Script gesteuert werden sollten die Fzz Datei falsch verlinkt ist und man sie nicht einfügen kann. Algemein sind dir Fzz Dateien nicht einfügbar und Falsch verlinkt. Zudem ist Ihre Bildauswahl eher verwirrend, daher die Bilder zwar verschiedene Projekte anzeigen aber alle Links zu dem gleichen(dem mit den Temeperatursensor) führen.

Wir würden uns über eine baldige Antwort freuen.

Mit Freundlichen Grüssen

Antworten

Raab Wolfgang schrieb am 21. Oktober 2023:

Hallo,
vielen Dank für die Rückmeldung.

Tatsächlich habe ich auf der fritzing-Projektseite einen Fehler in der Verlinkung (Linktext) gefunden. Auf dieser Projektseite habe ich keinen Fehler gefunden. Der beschriebene Fehler ist für mich nicht nachvollziehbar bzw. reproduzierbar.
Viele Grüße
Wolfgang

Antworten

Stefan schrieb am 31. August 2017:

Hallo Wolfgang
Bisher haben mir deine Beiträge sehr Weitergeholfen nur hier will es nicht Klappen.
Zwar kommt bei mir die Meldung das der Steuerwert falsch ist aber sonst nicht wirklich was, da ich mich erst seit ein paar Wochen mit dem Raspi beschäftige würde es mich freuen einen Tipp zu bekommen woran es liegen könnte

Danke im Voraus

Stefan

Antworten

Wolfgang schrieb am 26. September 2017:

Hallo Stefan,
vielen Dank für Deinen Kommentar. Was meinst Du mit “Meldung das der Steuerwert falsch ist”? Ist es die Ausgabe der Meldung aus Zeile 78 gemeint? Dann schaue Dir mal die Aufrufe in den Zeilen 45, 50 und 56 an.
Viele Grüße
Wolfgang

Antworten

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