{"id":1546,"date":"2021-01-23T12:20:52","date_gmt":"2021-01-23T11:20:52","guid":{"rendered":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/?p=1546"},"modified":"2022-03-12T10:33:17","modified_gmt":"2022-03-12T09:33:17","slug":"raspilab-wetterstation-vierte-mission-luftfeuchte-messen-mit-dem-dht22-und-dem-raspberry-pi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/raspilab-wetterstation-vierte-mission-luftfeuchte-messen-mit-dem-dht22-und-dem-raspberry-pi\/","title":{"rendered":"RaspiLab Wetterstation vierte Mission Luftfeuchte messen mit dem DHT22 und dem Raspberry Pi"},"content":{"rendered":"

Luftfeuchte messen mit dem DHT22 und mit dem Raspberry Pi. Das ist die vierte von sieben Missionen in einem dreist\u00fcndigen Program f\u00fcr Sch\u00fcler mit ihren Lehrern. Ziel des Programms ist, Sch\u00fcler dazu fit zu machen, dass sie eine Wetterstation aufzubauen k\u00f6nnen. Die vierte Mission behandelt die Messung der relativen Luftfeuchte und der Temperatur mit mit dem Sensor DHT22<\/em><\/p>\n

Zuletzt getestet: 03.09.2021 auf Raspbian Buster (f\u00fcr die digitalen Bienenst\u00f6cke)<\/em><\/p>\n

Update 10.02.2021 f\u00fcr Feuchtegradienten in Bienenstock-Klimadeckeln (PIP, setuptools)<\/em><\/p>\n

Update 03.09.2021 (PIP installiert setuptools sebstst\u00e4ndig)<\/p>\n

Update 12.03.2022 (neue Version) Es gibt eine neugefasste Anleitung, die mit RaspiOS Bullseye getestet ist<\/a><\/p>\n

Bisher erschienene Artikel zur RaspiLab Wetterstation<\/strong><\/p>\n

    \n
  1. Raspilab Wetterstation Grundsystem aufsetzen<\/a><\/li>\n
  2. Raspilab Wetterstation Lebensdauer der SD-Karte erh\u00f6hen<\/a><\/li>\n
  3. RaspiLab Wetterstation vierte Mission Luftfeuchte messen mit dem DHT22<\/a><\/li>\n
  4. RaspiLab Wetterstation sechste Mission Druck messen<\/a> mit dem BMP280<\/a><\/li>\n<\/ol>\n

    DHT22<\/h2>\n

    Der Sensor DHT22\u00a0 kann die relative Luftfeuchte und auch die Temperatur messen. Der Sensor soll eine Genauigkeit von 2% f\u00fcr die Feuchte und 0,5 Grad f\u00fcr die Temperatur haben. Es ist eine Betriebsspannung von 3,3V bis\u00a0 5V m\u00f6glich, daher eignet sich der DHT22 gut in Verbindung mit dem Raspberry Pi. Alternativ kann der Sensor DHT11 verwendet werden, der allerdings ungenauer ist und auch einen geringeren Feuchtebereich umfasstt..<\/p>\n

    Schaltplan<\/span><\/p>\n

    Abb. 1 zeigt die Beschaltung des DHT22. Der Widerstand mit 4,7 Kilo-Ohm ist ein sogenannter Pull-Up-Widerstand und sorgt daf\u00fcr, dass Anschluss Signal eine definierte Spannung anliegt. Abb. 2 zeigt die Beschaltung auf dem Steckbrett f\u00fcr den Sch\u00fclerworkshop, Abb. 3 zeigt ein anderes Anwendungsszenario: Messung in einem Meisen-Nistkasten. In Abb. 3 sind die Anschl\u00fcsse mit dem Raspberry verl\u00f6tet, da die Verkabelung stark schwankenden Umweltbedingungen ausgesetzt ist und die Steckanschl\u00fcsse erfahrungsgem\u00e4\u00df nach etwa einem Jahr korrodieren.<\/p>\n

    \"Feuchtesensor<\/a><\/p>\n

    Abb. 1: Beschaltung des DHT22<\/em><\/p>\n

    \"DHT22<\/a><\/p>\n

    Abb. 2: Verkabelung des Raspberry Pi mit dem Feuchte-Sensor DHT22 auf dem Steckbrett<\/em><\/p>\n

    \"Luftfeuchte<\/a><\/p>\n

    Abb. 3; Verkabelung des DHT22 mit dem Raspberry Pi am Beispiel der digitalen Nistkasten-Kamera<\/p>\n

    Verkabelung des DHT22 mit dem Raspberry PI auf dem Steckbrett<\/h2>\n
      \n
    1. Sensor in J21, J22, J23 und J24<\/li>\n
    2. Widerstand G22 und G17<\/li>\n
    3. Jumperkabel F21 in rote (+) Au\u00dfenleiste<\/li>\n
    4. Jumperkabel F17 in rote (+) Au\u00dfenleiste<\/li>\n
    5. Jumperkabel rote (+) Au\u00dfenleiste in Pin 1 (3,3V)<\/li>\n
    6. Jumperkabel F22 in Pin 38 (GPIO20)<\/li>\n
    7. Jumperkabel F24 in Pin 34 (Ground)<\/li>\n<\/ol>\n

      Verkabelung des DHT22 mit dem Raspberry Pi f\u00fcr den Nistkasten<\/h2>\n

      Mit farbiger Litze sind die Anschl\u00fcsse direkt verl\u00f6tet. Der Pull-Up-Widerstand ist direkt am Sensor angebracht. Alternativ k\u00f6nnen Sie den Widerstand auch in der N\u00e4he der Anschl\u00fcsse am Raspberry anbringen. Hier wird f\u00fcr die Datenleitung GPIO 13 (Hardware-Pin-Nr. 33) verwendet. Die Versorgungsspannung (totes Kabel) kommt an 3,3,V, die Masse (schwarzes Kabel) an GND (Hardware-Pin-Nr. 34).<\/p>\n

      Vorbereiten des Raspberry Pi f\u00fcr die Feuchtemessung<\/h2>\n

      Schritt 1: Der Sensor DHT22 ben\u00f6tigt seine eigenen Python-Pakete. Um die Pakete einzubinden zu k\u00f6nnen, geben sie folgenden Befehl ein:<\/p>\n

      Schritt 2: Laden Sie die Adafruit Bibliothek, die den Sensor DHT22 unterst\u00fctzt. Die Bibliothek wird in ihrem Benutzerverzeichnis pi eingerichtet. Damit die funktioniert, ben\u00f6tigen Sie das Kommando git und m\u00fcssen es zuvor installieren. Diese Vorbereitung kann entfallen, wenn Sie in anderen Projekten schon git installiert haben. Mit den folgenden drei Befehlen installieren Sie git und \u00fcberpr\u00fcfen die Version.<\/p>\n

      sudo apt update\r\n\r\nsudo apt install git\r\n\r\ngit --version<\/pre>\n
      Mit git laden Sie\u00a0 die erforderliche Bibliothek<\/p>\n
      git clone https:\/\/github.com\/adafruit\/Adafruit_Python_DHT.git<\/pre>\n
      Im Nutzerverzeichnis pi finden Sie nach der Installation ein Verzeichnis Adafruit_Python_DHT.<\/p>\n
      Schritt 3: Installieren Sie die Adafruit Bibliothek. Wechseln Sie in das Verzeichnis mit<\/p>\n
      cd Adafruit_Python_DHT<\/pre>\n
      Update 10.02.2021: Zwischenschritt 3a<\/em><\/p>\n
      Bei eine Neuinstallation auf aktuellem Raspi OS (Buster vom 11.11.2011) offenbarte beim Aufruf von „sudo python setup.py install“, dass setup-Tools fehlen. Die Fehlermeldung lautet:<\/em><\/p>\n
      „ImportError: No module named setuptools“<\/em><\/p>\n
      Daher sind bei einem „frischen“ Raspi OS zwei Zwischenschritte erforderlich: 1. Installation des Python-Paketmanagers PIP und dann 2. Installation der setuptools mittels PIP. Dazu verwenden Sie die Befehle:<\/em><\/p>\n
      sudo<\/span> apt<\/span> install<\/span> python-pip<\/code><\/em><\/pre>\n

      \nUpdate 03.09.32021: Der folgende am 10.02. eingef\u00fcgte Befehl ist anscheinend nicht mehr notwendig:
      \nsudo pip install setuptools
      \nNach Installation von python-pip waren die setuptools verf\u00fcgbar<\/span><\/em><\/p>\n
      Im Verzeichnis Adafruit_Python_DHT gibt es ein Installationsscript\u00a0 setup.py. Verwenden Sie das Script mit<\/p>\n
      sudo python setup.py install<\/pre>\n
      Der Prozess dauert einen Moment und meldet sich mit der Angabe des Installationsverzeichnissses\u00a0 „Installed \/usr\/local\/lib\/python2.7\/dist-packages\/Adafruit_DHT-1.4.0-py2.7-linux-armv6l.egg …… Finished processing dependencies for Adafruit-DHT==1.4.0“ zur\u00fcck.<\/p>\n
      Schritt 4:<\/em> Nun k\u00f6nnen Sie testen ob Sensor funktioniert. Im Ordner Adafruit _Python_DHT wechseln Sie in das Verzeichnis „examples“.<\/p>\n
      cd examples<\/pre>\n
      Testen Sie mit einem mitgelieferten Testscript<\/p>\n
      sudo python AdafruitDHT.py 2302 22<\/pre>\n
      Die beiden Zahlenangaben sind f\u00fcr die Beschaltung entsprechend Abb. 1. Die 2302 bei der Eingabe steht f\u00fcr die Sensornummer. Schauen Sie einmal auf den Sensor, er tr\u00e4gt den Aufdruck AM2302. Die 22 steht f\u00fcr die GPIO Nummer (nicht f\u00fcr den belegten Pin auf Raspberry Pi). Wenn Sie einen anderen Pin verwenden, z.B. wie bei der Nistkastenschaltung in Abb. 3, lautet der Befehl<\/p>\n
      sudo python AdafruitDHT.py 2302 13<\/pre>\n
      Die\u00a0 Ausgabe m\u00fcsste nun so \u00e4hnlich wie folgt aussehen:<\/p>\n
      Temp=22.4*\u00a0 Humidity=34.8%<\/pre>\n
       <\/p>\n
      F\u00fcr eine beispielhafte Belegung wie folgt<\/p>\n
      # Raspberry Pi Pinbelegung\r\n# SD-Karten-Seite\r\n#         +------------+------+-----+\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|GPIO\u00a0 <\/span>|Pin\u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+============+======+=====+\r\n#+VCC \u00a0 \u00a0 <\/span>|3,3V\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|\u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>| 1 \u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+------------+------+-----+\r\n#DS18B20\u00a0 <\/span>|SDA1\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>| 2\u00a0 \u00a0 <\/span>| 3 \u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+------------+------+-----+\r\n#LED\u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|SCL1\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>| 3\u00a0 \u00a0 <\/span>| 5 \u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+------------+------+-----+\r\n#Autoboot |GPCLK0. \u00a0 \u00a0 <\/span>| 4\u00a0 \u00a0 <\/span>| 7 \u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+------------+------+-----+\r\n#GND\u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|GND \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|\u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>| 9 \u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+------------+------+-----+\r\n#DHT22\u00a0 \u00a0 <\/span>|CE1_1 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>|17\u00a0 \u00a0 <\/span>|11 \u00a0 <\/span>|\r\n# \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 <\/span>+------------+------+-----+<\/pre>\n
      lautet der Aufruf<\/p>\n
      sudo python AdafruitDHT.py 2302 17<\/pre>\n
       <\/p>\n
      Ein Python-Programm erstellen f\u00fcr: Luftfeuchte messen mit dem DHT22<\/h2>\n
      Schritt 1: Erstellen Sie in Ihrem Verzeichnis pi die Datei f\u00fcr den Quelltext mit dem Editor nano:<\/p>\n
      nano dht22.py<\/p>\n
      Schritt 2: F\u00fcgen Sie den folgenden Quellcode in die Datei ein.<\/p>\n
      #!\/usr\/bin\/python\r\nimport Adafruit_DHT\r\n# Messdaten holen\r\n# (22 steht fuer die Sensornummer\r\n# und die 20 fuer die GPIO Nummer)\r\nluftfeuchtigkeit, temperatur = Adafruit_DHT.read_retry(22, 20)\r\n#Messdaten ausgeben und auf eine Stellenrunden\r\nprint \"Luftfeuchtigkeit \", luftfeuchtigkeit, \"%\"\r\nprint \"Temperatur \", temperatur, \" Grad\"<\/pre>\n
      Der Aufruf Adafruit_DHT.read_retry(22, 20) erwartet die Sensornummer 22. Statt der 20 f\u00fcr die GPIO-Nummer geben Sie je nach Ihrer Verkabelung Ihre GPIO-Nummer an, im Falle des Nistkastensensors 13.<\/p>\n
      Schritt 3: Geben Sie dem Programm Ausf\u00fchrungsrechte mit<\/p>\n
      sudo chmod 777 dht22.py<\/pre>\n
      Schritt 4: Testen Sie Ihr Script mit<\/p>\n
      .\/dht22.py<\/pre>\n
      Der Sensor ist nicht schnell. Die Messung kann ein paar Sekunden dauern. Als Ausgabe sollte Sie sehen<\/p>\n
      Luftfeuchtigkeit\u00a0 <\/span>91.5999984741 %<\/span>\r\n\r\nTemperatur\u00a0 <\/span>20.7999992371\u00a0 <\/span>Grad<\/span>\r\n\r\n<\/pre>\n
      Gl\u00fcckwunsch. Wenn Sie bis hier gekommen sind, haben Sie die vierte Mission geschafft.<\/strong><\/p>\n
      Erweiterung: Daten runden und in Datei speichern<\/h2>\n
      Diesen Teil des Workshops probieren Sie dann aus, wenn Sie die Daten weiter verwenden wollen. Das kann z.B. das Hochladen auf einen Webservice oder Nutzung einer Cloud-L\u00f6sung wie Dropbox sein. Oder aber Sie wollen, wie im Beispiel des Nistkastens, die Werte in die Bildaufnahme mit einbinden.<\/p>\n
      Erweitern Sie den Quelltext in dht22.py wie folgt:<\/p>\n
      #!\/usr\/bin\/python<\/b><\/span>\r\n\r\n# -*- coding: utf-8 -*-<\/b><\/span>\r\n\r\n# Import f\u00fcr den Sensor<\/b><\/span>\r\n\r\nimport<\/b><\/span> Adafruit_DHT<\/span>\r\n\r\n# Import f\u00fcr Zeitfunktionen<\/b><\/span>\r\n\r\nimport<\/b><\/span> time<\/span>\r\n\r\nfrom<\/b><\/span> time <\/span>import<\/b><\/span> sleep<\/span>\r\n\r\n# Import f\u00fcr Dateioperationen<\/b><\/span>\r\n\r\nimport<\/b><\/span> os<\/span>\r\n\r\n# Messdaten holen<\/b><\/span>\r\n\r\n# 22 steht f\u00fcr die Sensornummer<\/b><\/span>\r\n\r\n# und die 13 f\u00fcr die GPIO Nummer<\/b><\/span>\r\n\r\n# zweimal vor-lesen, da erste Messung unzuverl\u00e4ssig<\/b><\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Erstes Lesen DHT22\"<\/b><\/span>\r\n\r\nluftfeuchtigkeit, temperatur = Adafruit_DHT.read_retry(22, 13)<\/span>\r\n\r\ntime.sleep(1)<\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Zweites Lesen DHT22\"<\/b><\/span>\r\n\r\nluftfeuchtigkeit, temperatur = Adafruit_DHT.read_retry(22, 13)<\/span>\r\n\r\ntime.sleep(1)<\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Drittes Lesen DHT22\"<\/b><\/span>\r\n\r\nluftfeuchtigkeit, temperatur = Adafruit_DHT.read_retry(22, 13)<\/span>\r\n\r\n# Messdaten auf eine Stellen runden und ausgeben<\/b><\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Runden\"<\/b><\/span>\r\n\r\nhum=str(round(luftfeuchtigkeit,1))<\/span>\r\n\r\ntemp=str(round(temperatur,1))<\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Gemessene Werte:\"<\/b><\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Luftfeuchtigkeit\"<\/b><\/span>,hum , <\/span>\"%\"<\/b><\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Temperatur\"<\/b><\/span>,temp , <\/span>\"\u00b0C\"<\/b><\/span>\r\n\r\n# Daten in String zusammenstellen<\/b><\/span>\r\n\r\nzeit = time.strftime(<\/span>\"%y%m%d%-H%M%S\"<\/b><\/span>)<\/span>\r\n\r\ndatei = open(<\/span>'dht22.txt'<\/b><\/span>,<\/span>'w'<\/b><\/span>)<\/span>\r\n\r\nausgabe = zeit+<\/span>';'<\/b><\/span>+temp+<\/span>';'<\/b><\/span>+hum<\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"In Datei:\"<\/b><\/span>,ausgabe<\/span>\r\n\r\ndatei.write(ausgabe)<\/span>\r\n\r\ndatei.close<\/span>\r\n\r\nprint<\/b><\/span> \"Beendet\"<\/b><\/span><\/pre>\n
       <\/p>\n
      externe Quellen<\/h2>\n
      GIT installieren https:\/\/linuxize.com\/post\/how-to-install-git-on-raspberry-pi\/<\/a><\/p>\n
      <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
      Luftfeuchte messen mit dem DHT22 und mit dem Raspberry Pi. Das ist die vierte von sieben Missionen in einem dreist\u00fcndigen Program f\u00fcr Sch\u00fcler mit ihren Lehrern. Ziel des Programms ist, …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1555,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[92,253,77,76],"tags":[396,103,394,78,395,398,124,134,397],"class_list":["post-1546","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-naturbeobachtung-und-naturschutz","category-programmieren","category-programmierung","category-raspberry-pi","tag-dht22","tag-iot","tag-luftfeuchte","tag-raspberry-pi","tag-relative-luftfeuchte","tag-schueler","tag-sensor","tag-wetterstation","tag-workshop"],"yoast_head":"\nRaspiLab Wetterstation vierte Mission Luftfeuchte messen mit dem DHT22 und dem Raspberry Pi<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Luftfeuchte messen mit dem DHT22 und mit dem Raspberry Pi. 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