Analoge Sensoren Uitlezen met Raspberry Pi en Zabbix

Hoewel de Raspberry Pi geen native analoge ingangen heeft, maakt de MCP3008 10-bit, 8-kanaals ADC het triviaal om analoge mogelijkheden toe te voegen. Het plugt direct in de GPIO-header van de Pi via de SPI-bus en vereist geen extra componenten.

Deze tutorial leidt u door het bedraden van een MCP3008 aan de Pi, het uitlezen van een licht-gevoelige weerstand (LDR) met Python, en het voeden van de data in Zabbix voor monitoring.

De hardware:

• Raspberry Pi
• MCP3008 8-kanaals ADC
• Licht-gevoelige weerstand (LDR)
• 10 kΩ-weerstand
• Breadboard
• Wat bedrading

De SPI-bus Begrijpen

De MCP3008 transmet een 10-bit digitaal waarde over de SPI-interface, een full-duplex, synchroon serieel protocol dat in master/slave-modus werkt. Meerdere slaves kunnen de bus delen, elk geselecteerd door zijn eigen CS-lijn.

Op de Raspberry Pi wordt SPI blootgelegd via de 4-pins-header (GPIO8, 9, 10, 11). Om de hardware-SPI-driver in te schakelen, bewerk het blacklist-bestand:

sudo nano /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

Zoek de regel met spi-bcm2708 en prefixeer het met een # om het uit te commentariëren. Sla op en herstart:

sudo reboot

Na herstart, verifieer dat de driver geladen is:

lsmod | grep spi_bcm2708

U zou spi_bcm2708 gelist moeten zien.

De Python SPI-bibliotheek Installeren

Om de SPI-bus vanuit Python te benaderen, gebruiken we py-spidev. Installeer eerst de development-headers voor Python:

sudo apt-get install python-dev

Download en installeer vervolgens de bibliotheek:

 mkdir py-spidev cd py-spidev wget https://raw.github.com/doceme/py-spidev/master/setup.py wget https://raw.github.com/doceme/py-spidev/master/spidev_module.c sudo python setup.py install 

De MCP3008 Verbinden met de Raspberry Pi

De acht CH0‑CH7-pins op de MCP3008 dienen als analoge ingangen. In dit voorbeeld zullen we er een verbinden met een LDR.

Een Licht-gevoelige Weerstand (LDR) Gebruiken

We gebruikten een LDR EG & G Vactec, VT43, CdS, 8 Ω – 300 kΩ. In normale verlichting is de weerstand ongeveer 10 kΩ; in duisternis stijgt hij boven de 2 MΩ.

Wanneer licht op de LDR valt, daalt de weerstand, wat de spanning op de MCP3008-input naar 0 V trekt. In het donker stijgt de weerstand, wat de spanning naar de 3,3 V-referentie duwt.

Elke sensor die de weerstand verandert met een fysieke hoeveelheid, kan op deze manier bedraad worden.

De ADC-output Interpreteren

De MCP3008 produceert een 10-bit getal van 0 tot 1023, waar 0 overeenkomt met 0 V en 1023 met 3,3 V. Voor een LDR vertaalt dit zich in een lichtintensiteitsbereik van ongeveer 0 – 10.000 lux.

Deze ruwe waarden kunnen naar Zabbix gestuurd worden via het Python-script van de Raspberry Pi, waardoor u dashboards kunt maken, drempels instellen, en alerts kunt triggeren.

Voor meer detail: Analoge Sensoren Uitlezen met Raspberry Pi en Zabbix Supervisor