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測量土壤濕度 - 虛擬物聯網硬體

在本課程的這一部分，你將向虛擬物聯網設備添加一個電容式土壤濕度傳感器，並從中讀取數值。

虛擬硬體​

虛擬物聯網設備將使用模擬的 Grove 電容式土壤濕度傳感器。這使得本實驗與使用樹莓派和實體 Grove 電容式土壤濕度傳感器相同。

在實體物聯網設備中，土壤濕度傳感器將是一個電容式傳感器，通過檢測土壤的電容來測量土壤濕度，這是一種隨著土壤濕度變化而變化的特性。隨著土壤濕度的增加，電壓會下降。

這是一個模擬傳感器，因此使用模擬的 10 位 ADC 報告 1-1,023 的數值。

將土壤濕度傳感器添加到 CounterFit​

要使用虛擬土壤濕度傳感器，你需要將其添加到 CounterFit 應用中

任務 - 將土壤濕度傳感器添加到 CounterFit​

將土壤濕度傳感器添加到 CounterFit 應用中。

  1. 在你的電腦上創建一個名為 soil-moisture-sensor 的新 Python 應用，並在其中創建一個名為 app.py 的文件和一個 Python 虛擬環境，並添加 CounterFit pip 套件。

    ⚠️ 你可以參考在第1課中創建和設置 CounterFit Python 項目的說明。

  2. 確保 CounterFit 網頁應用正在運行

  3. 創建一個土壤濕度傳感器：

    1. 在 Sensors 面板的 Create sensor 框中，展開 Sensor type 框並選擇 Soil Moisture。

    2. 將 Units 保持設置為 NoUnits

    3. 確保 Pin 設置為 0

    4. 選擇 Add 按鈕，在 Pin 0 上創建 Soil Moisture 傳感器

    土壤濕度傳感器設置

    土壤濕度傳感器將被創建並出現在傳感器列表中。

    創建的土壤濕度傳感器

編程土壤濕度傳感器應用​

現在可以使用 CounterFit 傳感器編程土壤濕度傳感器應用。

任務 - 編程土壤濕度傳感器應用​

編程土壤濕度傳感器應用。

  1. 確保 soil-moisture-sensor 應用在 VS Code 中打開

  2. 打開 app.py 文件

  3. 將以下代碼添加到 app.py 的頂部以連接應用到 CounterFit：

    from counterfit_connection import CounterFitConnection
    CounterFitConnection.init('127.0.0.1', 5000)

  4. 將以下代碼添加到 app.py 文件中以導入一些所需的庫：

    import time
    from counterfit_shims_grove.adc import ADC

    import time 語句導入 time 模塊，該模塊將在本作業中稍後使用。

    from counterfit_shims_grove.adc import ADC 語句導入 ADC 類，以與虛擬模擬數字轉換器交互，該轉換器可以連接到 CounterFit 傳感器。

  5. 在此代碼下方添加以下代碼以創建 ADC 類的實例：

    adc = ADC()

  6. 添加一個無限循環，從 Pin 0 讀取此 ADC 並將結果寫入控制台。此循環可以在讀取之間休眠 10 秒。

    while True:
        soil_moisture = adc.read(0)
        print("Soil moisture:", soil_moisture)

        time.sleep(10)

  7. 從 CounterFit 應用中更改將由應用讀取的土壤濕度傳感器的值。你可以通過以下兩種方式之一來完成此操作：

    • 在土壤濕度傳感器的 Value 框中輸入一個數字，然後選擇 Set 按鈕。你輸入的數字將是傳感器返回的值。

    • 勾選 Random 復選框，並輸入 Min 和 Max 值，然後選擇 Set 按鈕。每次傳感器讀取值時，它將讀取 Min 和 Max 之間的隨機數。

  8. 運行 Python 應用。你將看到土壤濕度測量值寫入控制台。更改 Value 或 Random 設置以查看值的變化。

    (.venv) ➜ soil-moisture-sensor $ python app.py 
    Soil moisture: 615
    Soil moisture: 612
    Soil moisture: 498
    Soil moisture: 493
    Soil moisture: 490
    Soil Moisture: 388

💁 你可以在 code/virtual-device 文件夾中找到此代碼。

😀 你的土壤濕度傳感器程序成功了！