저번 시간에 이어 ds1820 온도센서를 이용해서 온도를 자동 저장하고 그래프로 출력하는 법에 대해서 강좌 하도록 하겠다.

아래의 강좌을 읽으면 프로그램을 이해하는데 도움이 된다.

  1. 2015/05/14 라즈베리파이 2 DS18B20 온도센서 PHP 프로그램, MySQL DB 저장 (2)
  2. 2015/05/13 라즈베리파이 2에서 APM(Apache,PHP,Mysql) 구축및 환경설정
  3. 2015/05/09 아두이노 라즈베리파이 온도센서 방수형 DS18B20 사용법
  4. 2015/05/09 라즈베리파이 아두이노 온도센서 방수형 DS18b20 상품 설명과 구매

crontab에 아래와 같이 일분에 한번 실행되도록 등록한다.

----------- 아래 --------
#temperature  auto save
* *     * * *   root    /usr/bin/php -q /home/pi/daemon_php/temp_save.php

----------- 아래 --------

 

crontab은 /etc/crontab 에 있으니 vi등을 이용해서 추가하면된다.

php는 웹폴더에 두지말고, 다른 폴더를 생성하기 바란다.

필자는 /home/pi/daemon_php/ 에 파일을 생성했다.

 

---------------------------- temp_save.php-------------------------------

<?php
// mysql 접속 계정 정보
$mysql_host = 'localhost';
$mysql_user = 'pi';
$mysql_password = 'XXXX';
$mysql_db = 'pi';

// 접속
$conn = mysql_connect($mysql_host, $mysql_user, $mysql_password);
$dbconn = mysql_select_db($mysql_db, $conn);


// charset 설정, 설정하지 않으면 기본 mysql 설정으로 됨, 대체적으로 euc-kr를 많이 사용
//mysql_query("set names utf8"); 


//리눅스 명령어를 cat을 실행해서 온도센서의 데이터를 읽어 들인다.
$re=exec("cat /sys/bus/w1/drivers/w1_slave_driver/28-*/w1_slave");

//데이터중 온도값의 값을 추출하기위해서 "t="기준으로 배열로 분리한다.
$tem_c=explode("t=",$re);
//온도
$data['temp_c']=round($tem_c[1]/1000,2);
//날짜
$data['temp_ymd']=date("Ymd");
//시간
$data['temp_his']=date("His");



//쿼리, news 라는 테이블이 존재, id, title, content 필드가 존재할 경우
$query = "INSERT INTO `temperature`(`time_ymd`, `time_his`, `temperature`, `regday`) ";
$query .= "VALUES ('".$data['temp_ymd']."','".$data['temp_his']."', '".$data['temp_c']."', now() )";

//테스트를 위해서 쿼리출력
echo $query;

//쿼리 실행
$res = mysql_query($query, $conn);

?>
---------------------------- temp_save.php-------------------------------

 

 

프로그램이 정상적으로 실행되면 아래 처럼 일분에 한번씩 온도가 자동 저장된다.

 

 

저장된 온도를 하이차트를 이용해서 그래프로 출력하는 법을 익혀보겠다.

간단한 통계처리라면 구글차트도 좋지만, 하이차트는 개인 홈페이지는 무료이고 상용홈페이지도 저렴한 가격이고 다양한 그래프을 제공한다.

자바스크립트환경이고 모바일도 잘 지원된다.

아래의 사이트에서 방문해 보시기 바란다.

http://www.highcharts.com/demo

 

설치법은 해당프로그램 다운받고, 압축을 풀어서 웹폴더에 올리기만 하면된다.

 

최근 12시간의 온도 변화를 보여주는 프로그램은 아래와 같다.

 

----------------- temp.php-------------------------

<?php

$mysql_host = 'localhost';
$mysql_user = 'pi';
$mysql_password = 'XXXX';
$mysql_db = 'pi';

// 접속
$conn = mysql_connect($mysql_host, $mysql_user, $mysql_password);
$dbconn = mysql_select_db($mysql_db, $conn);


// charset 설정, 설정하지 않으면 기본 mysql 설정으로 됨, 대체적으로 euc-kr를 많이 사용
//mysql_query("set names utf8");


$sql="
select * from (
SELECT DATE_FORMAT( regday,  '%m-%d %HH' )  mdh , COUNT( * ) cnt, SUM( temperature ) , round(SUM( temperature ) / COUNT( * ),2)  atemper
FROM  `temperature`
GROUP BY DATE_FORMAT( regday,  '%Y%m%d%H' )
order by regday desc
limit 12 
) t_a
order by t_a.mdh
";
//echo $sql;

 

$result = mysql_query($sql) ;


$str_mdh="";
$str_atemper="";
while ($row = mysql_fetch_array($result, MYSQL_ASSOC)) {
// echo($row['mdh']."--------------".$row['atemper']."<br>");
 $str_mdh .="'".$row['mdh']."',";
 $str_atemper .="".$row['atemper'].",";
}
$str_mdh= substr($str_mdh,0,-1);
$str_atemper= substr($str_atemper,0,-1);
//echo $str_atemper;

?><!DOCTYPE HTML>
<html>
 <head>
  <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
  <title>Temperature Example</title>

  <script type="text/javascript" src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.8.2/jquery.min.js"></script>
  <style type="text/css">
${demo.css}
  </style>
  <script type="text/javascript">
$(function () {
    $('#container').highcharts({
        chart: {
            type: 'line'
        },
        title: {
            text: 'Average Temperature'
        },
        subtitle: {
            text: 'Source: ilikesan.com'
        },
        xAxis: {
            categories: [<?php echo $str_mdh?>]
        },
        yAxis: {
            title: {
                text: 'Temperature (°C)'
            }
        },
        plotOptions: {
            line: {
                dataLabels: {
                    enabled: true
                },
                enableMouseTracking: false
            }
        },
        series: [{
            name: 'Home',
            data: [<?php echo $str_atemper?>]
        }
   /*
   , {
            name: 'London',
            data: [3.9, 4.2, 5.7, 8.5, 11.9, 15.2, 17.0, 16.6, 14.2, 10.3, 6.6, 4.8]
        }
  */
  ]
    });
});
  </script>
 </head>
 <body>
<script src="/highchart/js/highcharts.js"></script>
<script src="/highchart/js/modules/exporting.js"></script>

<div id="container" style="min-width: 310px; height: 400px; margin: 0 auto"></div>

 </body>
</html>

----------------- temp.php-------------------------

 

웹에서 확인하면, 아래와 같이 잘 나온다.

 

 

다음 강좌에서는 릴레이을 이용해서 여러개의 전원을 php 프로그램을 이용해서 컨트롤 하는 법에 대해서 다루어 보겠다.

 

 

 

방수형 온도센서 DB18B20 회로구성과 ,

라즈베리파이 기반에서 파이썬을 이용해 온도을 출력하는 프로그램에 대한 강좌을 할까 합니다.


아래 링크 정말 잘 정리되어 있습니다. 하지만 영문이죠? 핵심만 뽑아서 설명하도록 하겠습니다.

해도 한번 꼭 가서 보시기 바랍니다.

https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruits-raspberry-pi-lesson-11-ds18b20-temperature-sensing.pdf

 

브레드보드 연결 하는 법은 아래 그림을 참고하세요.

  

 그림을 보면 빨간색선은 3.3V 전압에 연결되어 있고, 

파란색선 그라운드에  이고,

노란색선은 온도 데이타를 전송 받는 선입니다.

저항은 3.3V 에서 4.7K-10K 을 쓰면 되는데, 4.7k가 정석이고 10k도 정상 동작되는 것은 확인했습니다.

 

아래 이미지는 방수형 온도센서 연결한 사진입니다.

위의 회로도와 크게 다르지는 않습니다. 어차피 같은 센서를 이용하는 제품이라 동일 합니다.


 

 

 

 

DS18B20는  특별한 1-wire 직렬 인터페이스 제어 로직 온도 센서 자체 포함 되어 있다고 합니다.


DB18B20은 칩에서 디지털신호로 노란선을 통해서 디지털  데이타를 보냅니다.

그 데이타를 하나의 디바이스로 인식 시키면 데이터값을 일종의 디바이스롤 인식해서 온도값을 가져올수 있다.


아날로그로 온도값을 입력받을 수 있는 센서의 경우는,

라즈베리파이는 별도의 장치가 필요하다.

그이유는 라즈베리파이는 아두이노처럼 ADC(아날로그 디지털 변환기)을  포함하고 있지 못해서,

자세한 내용은 아래 링크 참고.

http://blog.naver.com/warit/10190221742

 


온도센서 값을 읽기 위해 설정하는 법에 대해서 다르겠다.

 

Root 권한으로 라즈베리 관련 설정파일 맨 밑에

/boot/config.txt

아래와 같이 추가하고 리부팅(sudo reboot)해주세요.

dtoverlay=w1-gpio

 

리부팅하고 나서 아래와 같은 명령어를 입력하자.

sudo modprobe w1-gpio

sudo modprobe w1-therm


아래의 명령어로 디렉토리를 이동해 보면 두개의 디렉토리가 있다.

cd /sys/bus/w1/devices

-------------- 인용 ----------------

pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices $ ls -la
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 0 May 13 06:16 .
drwxr-xr-x 4 root root 0 May 13 06:16 ..
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 13 06:16 28-02150015bcff -> ../../../devices/w1_bus_master1/28-02150015bcff
lrwxrwxrwx 1 root root 0 May 13 06:16 w1_bus_master1 -> ../../../devices/w1_bus_master1
-------------- 인용 ----------------

 

28-XXXX 로 시작되는 폴더로  이동해서 "w1-slave" 파일의 내용을 확인해 보면,

t=22187 부분이 온도를 나타낸다.  해당 값을 1/1000으로 처리하면 22.187도라는 온도가 나온다.

 

-------------- 인용 ----------------

pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices $ cd 28*
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $ cat w1_slave
63 01 55 00 7f ff 0c 10 ec : crc=ec YES
63 01 55 00 7f ff 0c 10 ec t=22187

-------------- 인용 ----------------

 

 

 

센서가 제대루 작동하는지 간단한 방법은 테스트 할수 있다.

온도센서 부분을 손으로 잡으면 인용과 같이 온도가 천천히 올라간다.

-------------- 인용 ----------------
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $ cat w1_slave
63 01 55 00 7f ff 0c 10 ec : crc=ec YES
63 01 55 00 7f ff 0c 10 ec t=22187
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $ cat w1_slave
91 01 55 00 7f ff 0c 10 4d : crc=4d YES
91 01 55 00 7f ff 0c 10 4d t=25062
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $ cat w1_slave
9d 01 55 00 7f ff 0c 10 72 : crc=72 YES
9d 01 55 00 7f ff 0c 10 72 t=25812
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $ cat w1_slave
c5 01 55 00 7f ff 0c 10 45 : crc=45 YES
c5 01 55 00 7f ff 0c 10 45 t=28312
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $ cat w1_slave
dd 01 55 00 7f ff 0c 10 3b : crc=3b YES
dd 01 55 00 7f ff 0c 10 3b t=29812
pi@raspberrypi /sys/bus/w1/devices/28-02150015bcff $

-------------- 인용 ----------------


 

파이썬언어를 이용해서 온도를 출력하는 프로그램을 작성하겠다.


 

아래는 소스파일 첨부

ds18b20.py

 

 

 

 

필자는 파이썬 프로그램에 대해서 전혀 모른다.

하지만, 포트란,BASIC,펄, C, 자바,php, 기타 등등에 대한 경험을 해보았다.

그래서 이정도 간단한 프로그램  딱보면 감으로 알겠다.


import 를 이용해서 프로그램에 필요한 라이블러리를 블려들인다.

os.system을 이용해서 시스템 명령어를 실행하고,

그밑에는 온도센스의 데이타가 들어 있는, 폴더와 파일에 대해서 선언 되어 있다.


그밑에 두개의 함수가  선언 되어 있는데.

read_temp_raw 함수는  온도센서의 값이 들어 있는 파일을 읽어 들어 문자열로 리턴한다.


read_temp 함수는 read_tem_raw 함수를 호출해서 문자열을 리턴 받고,

온도값이 들어있는 부분 "t=" 뒷 부분을 기준으로 문자열을 배열로 나누고,

그값은 temp_string에 저장한다.

temp_c는 섭씨(C) 온도를 저장하고,

temp_f는  화씨(F) 온도를 저장한 변수이다.

두 온도값은 리턴해준다.

 

일종의 메인프로그램에서 (C에서main)

read_temp 함수를 호출해서 온도값을 리턴받아 1초 간격으로 출력해준다.

 

 

실행해 보면 아래와 같다.


 sudo python ds18b20.py

 

 

 

끝까지 읽어주셔서 감사합니다.


 

다음 포스트는 웹프로그래밍(PHP)을 이용해서 온도센서의 값을 읽어들여  DB(Mysql)에 저장하는 법에 대해서 강좌 하겠다.


 

 

  1. BlogIcon 하소 2015.08.20 15:57

    안녕하세요 라즈베리 초보입니다. 님 블러그 보고 열공하고있습니다. ㅎㅎ ㄳㄳ
    온도센서를 따라하는 도중에 cd /sys/bus/w1/devices폴더로 이동하려니 bus 폴더안에 w1이라는 하위 폴더가 저는 없던데 만들어야하는건가요? 아님 원래 있는데 저만 없는건가요? 너무 초보라 한번 막히니 멘붕이네요 ㅜㅜ

    • Favicon of https://ilikesan.com BlogIcon 산좋아해 2015.08.27 10:25 신고

      온도센서를 인식하지 못하는 것 같습니다.
      설정 부분 다시 확인해 보시구요.
      Root 권한으로 라즈베리파이 관련 설정 다시확인해 보시고요.
      브레인보드쪽 연결 확인해 보세요.
      그래도 안 되면, 아래의 메뉴얼 번역하면서 확인해보세요 ^^
      https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruits-raspberry-pi-lesson-11-ds18b20-temperature-sensing.pdf

  2. 김하경 2015.09.05 00:19

    안녕하세요 강좌 너무쉽게 설명되어있어서 넘 좋아요
    한가지 궁금한게 있는데 아파치 웹서버에서 PHP 웹페이지에 GPIO GPIO21 핀의 상태값을 받을수 있는가요?
    <?php
    $re=exec("cat /sys/bus/w1/devices/28-00043e55b9ff/w1_slave" );
    echo "<font style=font-size:30pt align=center> 온도값 : $re </font> " ;
    ?>

    이렇게 온도값을 받고 있는데

    혹시 이렇게 GPIO 상태값 1 or 0 을 받을수 있는가요?

    <?php
    $re=exec("cat /sys/class/gpio/gpio21/value" ) ;
    echo "<font style=font-size:30pt align=center> 상태값 : $re </font> " ;
    ?>

    테스트 해보니깐 빈화면만 출력되네요 권한문제인가요 어떻게 해야하나요 도와주세요

  3. BlogIcon 나그네 2015.11.08 20:29

    먼저 정확하게 온도계를 설치하고
    modprobe w1-gpio
    modprobe w1-therm을 치면 자동으로 만들어지는 것들입니다.

라즈베리파이용 온도센서를 찾다, 방수형 DS18B20 알리익스플레스를 통해서 구매했습니다.

개당 2천원 선 아주아주 착한 가격.

2-3 주동안 인내하면 싼 가격에 구매할수 있습니다.

링크 공개 하겠습니다. 본인은 중국 판매자와 아무관계 없습니다.

http://www.aliexpress.com/snapshot/6596771410.html?orderId=66739600462047


국내에서도 싸게 파는 곳 있네요. 지마켓입니다. 

http://gmkt.kr/goUWXs


 

 

 

 

상품설명  해석으로 대신 하겠다.

-------------------------------------------------

Probe DS18B20 temperature sensor chip using original

DS8B20는  방수 온도 센서 칩을 사용한다.

 

High quality stainless steel pipe anti- rust waterproof package

고품질 스테인레스 파이프는 방수로 녹이 생기지 않는다. 

 
Stainless steel housing (6 * 50mm), lead length 100cm

스테인레스 부분은 (6 * 50mm)이고, 전체길이는 일미터

 
fter rigorous testing each probe individually wrapped

각 상품들은 엄격한 상품 테스트를 받았다.

 
3.0V ~ 5.5V power supply

3.0V~5.5v 전압에서 지원한다.

 
9 to 12 adjustable resolution

9~12개  해결 가능하다

 
Temperature range -55 ° ~ +125 °

온도 측정범위  -55 ° ~ +125 °

 
No external components , the unique single- bus interface
외부 부품 없이 독특한 단일 버스 인터페이스로 동작한다.

 

Output leads : Red (VCC), yellow (DATA), black (GND) (may be have other color,but the output not change)

빨간선은 VCC 이고 노란선은 DATA 전송, 검정색은 GND 그라운이다. (다른 색깔일수도 있지만, output은 변경되지 않는다.)  

-------------------------------------------------

 

그리고 온도 편차에 대해 안 나와 있는데, 대략 +- 0.5도 이다.


아래의 링크로 가보시면, 파이썬 언어 기반에 대한 자세한 강좌를 볼수 있습니다. 

https://learn.adafruit.com/downloads/pdf/adafruits-raspberry-pi-lesson-11-ds18b20-temperature-sensing.pdf

 

DS18B20에 사용법에 대해서 다루겠다.



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