Leer condiciones ambientales de un sensor

Uno de los escenarios más comunes para los dispositivos IoT es la detección de condiciones ambientales. Existen varios sensores disponibles para supervisar la temperatura, la humedad, la presión barométrica y mucho más.

En este tema, usará .NET para leer desde un sensor las condiciones ambientales.

Requisitos previos

• Raspberry Pi (2 o superior) con el sistema operativo Raspberry Pi instalado
• Placa adaptadora BME280 de sensor de humedad, presión barométrica y temperatura
• Cables de puente
• Placa de pruebas (opcional)
• Placa adaptadora GPIO de Raspberry Pi (opcional)
• SDK de .NET, versión 5.0.100 RC2 o posterior

Preparación de Raspberry Pi

Use el comando raspi-config para asegurarse de que los dos servicios siguientes están habilitados:

• SSH
• I2C

Para obtener más información sobre raspi-config, consulte la documentación de Raspberry Pi.

Preparación del hardware

Use los componentes de hardware para crear el circuito como se muestra en el diagrama siguiente:

A continuación se indican las conexiones desde Raspberry Pi a la placa adaptadora BME280:

• De 3,3V a VIN O 3V3 (se muestra en rojo)
• De la toma de tierra a GND (negro)
• De SDA (GPIO 2) a SDI O SDA (azul)
• De SCL (GPIO 3) a SCK O SCL (naranja)

Consulte el siguiente diagrama de pines según sea necesario:

Imagen de Raspberry Pi Foundation.

Creación de la aplicación

Complete los pasos siguientes en el entorno de desarrollo que prefiera:

1. Cree una aplicación de consola de .NET mediante la CLI de .NET o Visual Studio. Asígnele el nombre SensorTutorial.

   dotnet new console -o SensorTutorial
   

2. Agregue el paquete Iot.Device.Bindings al proyecto. Use la CLI de .NET desde el directorio del proyecto o Visual Studio.

   dotnet add package Iot.Device.Bindings --version 1.1.0-*
   

3. Reemplace el contenido de Program.cs por el código siguiente:

   using System;
   using System.Device.I2c;
   using System.Threading;
   using Iot.Device.Bmxx80;
   using Iot.Device.Bmxx80.PowerMode;
   
   var i2cSettings = new I2cConnectionSettings(1, Bme280.DefaultI2cAddress);
   using I2cDevice i2cDevice = I2cDevice.Create(i2cSettings);
   using var bme280 = new Bme280(i2cDevice);
   
   int measurementTime = bme280.GetMeasurementDuration();
   
   while (true)
   {
       Console.Clear();
   
       bme280.SetPowerMode(Bmx280PowerMode.Forced);
       Thread.Sleep(measurementTime);
   
       bme280.TryReadTemperature(out var tempValue);
       bme280.TryReadPressure(out var preValue);
       bme280.TryReadHumidity(out var humValue);
       bme280.TryReadAltitude(out var altValue);
   
       Console.WriteLine($"Temperature: {tempValue.DegreesCelsius:0.#}\u00B0C");
       Console.WriteLine($"Pressure: {preValue.Hectopascals:#.##} hPa");
       Console.WriteLine($"Relative humidity: {humValue.Percent:#.##}%");
       Console.WriteLine($"Estimated altitude: {altValue.Meters:#} m");
   
       Thread.Sleep(1000);
   }
   

   En el código anterior:

   • i2cSettings se establece en una instancia nueva de I2cConnectionSettings. El constructor establece el parámetro busId en 1 y el parámetro deviceAddress en Bme280.DefaultI2cAddress.

     Importante

     Algunos fabricantes de placas BME280 usan el valor de dirección secundaria. Para estos dispositivos, use Bme280.SecondaryI2cAddress.

   • Una declaración using crea una instancia de I2cDevice mediante una llamada a I2cDevice.Create y pasando i2cSettings. Este objeto I2cDevice representa el bus I2C. La declaración using garantiza que el objeto se deseche y que los recursos de hardware se liberen correctamente.

   • Otra declaración using crea una instancia de Bme280 para representar el sensor. I2cDevice se pasa en el constructor.

   • El tiempo necesario para que el chip tome medidas con la configuración actual del chip (la predeterminada) se recupera mediante una llamada a GetMeasurementDuration.

   • Se ejecuta un bucle while indefinidamente. En cada iteración:

     1. Se borra la consola.

     2. Se establece el modo de energía en Bmx280PowerMode.Forced. Esto obliga al chip a tomar una medida, almacenar los resultados y, después, entrar en suspensión.

     3. Se leen los valores de temperatura, presión, humedad y altitud.

        Nota

        La altitud se calcula mediante el enlace del dispositivo. Esta sobrecarga de TryReadAltitude utiliza la presión media a nivel del mar para generar una estimación.

     4. Se escriben las condiciones ambientales actuales en la consola.

     5. Se suspende durante 1000 ms.

4. Compile la aplicación. Si usa la CLI de .NET, ejecute dotnet build. Para realizar la compilación en Visual Studio, presione Ctrl+Mayús+B.

5. Implemente la aplicación en Raspberry Pi como una aplicación independiente. Para obtener instrucciones, vea Implementación de aplicaciones .NET en Raspberry Pi. Asegúrese de conceder el permiso execute ejecutable mediante chmod +x.

6. Para ejecutar la aplicación en Raspberry Pi, cambie al directorio de implementación y ejecute el archivo ejecutable.

   ./SensorTutorial
   

   Observe la salida del sensor en la consola.

7. Para finalizar el programa, presione Ctrl+C.

Felicidades. Ha usado I2C para leer valores de un sensor de temperatura, humedad y presión barométrica.

Obtención del código fuente

El código fuente de este tutorial está disponible en GitHub.

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