Raspberry Pi: SensorConnect Zero Shield vorgestellt (Prototyp)

Der Raspberry Pi eignet sich nicht zuletzt wegen der geringen Leistungsaufnahme für eine Vielzahl von Projekte. Besonders durch die GPIO-Schnittstelle bietet der Einplatinencomputer eine ideale Basis für hardwarenahe Einsatzgebiete, beispielsweise aus dem Anwendungsfeld der Hausautomatisierung, die Umsetzung einer Wetterstation oder ähnlichem. Im Rahmen des Blogs wurde die Ansteuerung von diversen Sensoren und Modulen bereits mehrmals thematisiert. Hierbei wurde der Versuchsaufbau üblicherweise auf einem Breadboard aufgebaut. Für den praktischen Einsatz über eine längere Zeit ist die Umsetzung auf einer Platine jedoch sinnvoll. Aus diesem Anlass ist in einem Eigenprojekt eine minimalistisches Shield für den Raspberry Pi, konkret den Raspberry Pi Zero, entstanden. Der Fokus dieser Platine und damit des ersten Prototypen liegt hier bei der Bestückung mit gängigen Temperatursensoren zur Umsetzung einer Wetterstation.

SensorConnect Zero Shield

Das Raspberry Pi SensorConnect Shield ist ein minimalistisches Erweiterungsboard für den Raspberry Pi Zero. Neben gängigen Temperatursensoren kann ein 433 MHz Sendemodul auf dem Board installiert werden. Der Raspberry Pi Zero besitzt gegenüber den anderen Modellen der Raspberry Pi Familie eine deutlich geringere Leistungsaufnahme und eignet sich unter diesem Aspekt für die Umsetzung einer Wetterstation, kombiniert mit einem 433 MHz Sendemodul für kleine Aufgaben aus dem Bereich der Hausautomatisierung, beispielsweise dem Steuern von 433 MHz Funksteckdosen. Insgesamt können folgende Sensoren auf dem SensorConnect Zero Shield verbaut werden.

• DHT22 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor
• DS18B20 Temperatursensor
• 433 MHz Sendemodul
• LED, geschalten mit Transistor

SensorConnect Zero

Angeschlossen und verfügbar sind die einzelnen Komponenten via GPIO. Die Wahl für einen zweiten Temperatursensor, den DS18B20, neben dem DHT22 begründet sich damit, dass es den DS18B20 bereits in einer Ausführung für den Außenbetrieb gibt. Somit kann die Wetterstation auch die Außentemperatur, oder die Temperatur in einem anderem Raum aufzeichnen. Viele andere Komponenten sind über den I2C-Datenbus ansprechbar, sodass die Betriebsspannungen 3,3 Volt und 5 Volt, sowie die entsprechenden Pins für I2C von der GPIO-Leiste auf zwei Headern herausgeführt wurden. Die installierten Komponenten sind über die folgenden GPIO-Pins ansteuerbar.

• DHT22 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor: Pin 15 (GPIO 22)
• DS18B20 Temperatursensor: Pin 7 (GPIO 4, 1-Wire)
• 433 MHz Sendemodul: Pin 11 (GPIO 17)
• LED: Pin 16 (GPIO 23)

Neben 4 Widerständen sind hinsichtlich der benötigten sonstigen Bauteile nur die entsprechenden Pin- und Buchsenleisten von Nöten. Dabei ist je nachdem, wie man das Modul ausführen und anschließen möchte, die Wahl beim Anwender. Die Abmessungen des SensorConnect Zero Shields liegen mit 65mm x 35mm gleich wie beim Raspberry Pi Zero selbst. Passende Bohrungen für Abstandsbolzen sind ebenfalls vorgesehen. Weitehin ist das Shield kompatibel mit den Raspberry Pi Modellen B Plus, A Plus, 2 und 3.

SensorConnect Zero

Zum Ansteuern des 433 MHz Sendemoduls, als auch zum Auslesen der Temperatursensoren können die gleichen Methoden angewandt werden, welche bereits im Blog zu den einzelnen Sensoren und Modulen genutzt wurden. Zu Beachten ist dabei die abweichende Pinkonfiguration.

• DHT22 Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor ansteuern
• 1-Wire Temperatursensor DS18B20 ansteuern
• 433 MHz Funksteckdosen schalten