DS18B20 ile Sıcaklık Kaydedici

DS18B20, tek bir veri kablosu üzerinden haberleşen dijital bir sıcaklık sensörüdür. Raspberry Pi'nin analog girişi olmadığı için LM35 gibi analog sensörleri doğrudan okuyamayız; DS18B20 ise ölçümü sayı olarak gönderdiği için Pi'ye doğrudan bağlanabilir. Su geçirmez prob versiyonu akvaryum, toprak ve sıvı ölçümleri için idealdir.

Linux'ta neredeyse her şey bir dosyadır. Raspberry Pi'de 1-Wire arayüzünü açtığınızda sensörün ölçümü de sistemde bir dosya olarak görünür. Python ile bu dosyayı okuyacak, verileri zaman damgasıyla bir tabloya kaydedecek ve grafiğe dönüştüreceğiz. Bu, veri bilimi ve IoT projelerinin temel akışıdır.

• 1-Wire protokolünü ve arayüzün açılmasını
• Linux'ta sensör verisini dosyadan okumayı
• Ölçümleri zaman damgasıyla CSV dosyasına yazmayı
• matplotlib ile veriden grafik oluşturmayı

Projeyi tamamlamak için aşağıdaki 7 çeşit malzemeye ihtiyacınız var. Raspberry Pi'niz hazırsa geri kalan parçaların çoğu elektronik başlangıç setlerinde bulunur.

Bağlantıları Raspberry Pi kapalıyken ve güç kablosu çıkarılmışken yapın. Her satırda önce GPIO (BCM) numarası, ardından kart üzerindeki fiziksel pin numarası yazar; çizgi rengi önerilen kablo rengidir.

1. 1-Wire arayüzünü açın

   Terminale sudo raspi-config yazın. Interface Options › 1-Wire › Yes seçin ve Pi'yi kapatın.

2. Sensörü bağlayın

   Güç kapalıyken VDD'yi pin 1'e, GND'yi pin 6'ya, DATA'yı pin 7'ye (GPIO4) bağlayın.

3. Pull-up direncini ekleyin

   4,7 kΩ direnci breadboard üzerinde DATA hattı ile 3,3V hattı arasına takın. Bu direnç olmadan sensör algılanmaz.

4. Sensörü bulun

   Pi'yi açıp ls /sys/bus/w1/devices/ komutunu çalıştırın. 28- ile başlayan bir klasör görüyorsanız sensör tanınmıştır.

5. İlk ölçümü okuyun

   cat /sys/bus/w1/devices/28-*/w1_slave komutunu yazın. İkinci satırdaki t=23125 değeri 23,125 °C demektir.

6. Kaydediciyi başlatın

   İkinci kodu çalıştırın. Her dakika sicaklik_kaydi.csv dosyasına yeni bir satır eklenecek. Birkaç saat çalışmaya bırakın.

7. Grafiği çizin

   sudo apt install python3-matplotlib ile kütüphaneyi kurup üçüncü kodu çalıştırın; sicaklik_grafigi.png dosyası oluşacak.

Kodları Thonny editörüne yapıştırıp .py uzantısıyla kaydedin ve Run düğmesine basın ya da terminalden python3 dosya_adi.py komutuyla çalıştırın. Programı durdurmak için Ctrl+C tuşlarını kullanın.

# DS18B20 ile sıcaklık okuma
# RobotikHocasi.com

import glob
import time

def sensor_dosyasi():
    klasorler = glob.glob("/sys/bus/w1/devices/28-*")
    if not klasorler:
        raise RuntimeError("DS18B20 bulunamadi. 1-Wire acik mi, kablolar dogru mu?")
    return klasorler[0] + "/w1_slave"

def sicaklik_oku(dosya):
    while True:
        with open(dosya) as f:
            satirlar = f.readlines()
        if satirlar[0].strip().endswith("YES"):   # Veri doğrulaması başarılı
            break
        time.sleep(0.2)                           # Hatalı okumada tekrar dene
    konum = satirlar[1].find("t=")
    return int(satirlar[1][konum + 2:]) / 1000.0

dosya = sensor_dosyasi()
print("Sensor bulundu:", dosya)

while True:
    sicaklik = sicaklik_oku(dosya)
    print(f"Sicaklik: {sicaklik:.2f} C")
    time.sleep(1)

# Sıcaklık kaydedici (data logger)
import csv
import glob
import time
from datetime import datetime
from pathlib import Path

DOSYA = Path("sicaklik_kaydi.csv")
ARALIK = 60      # saniye

def sicaklik_oku():
    yol = glob.glob("/sys/bus/w1/devices/28-*/w1_slave")[0]
    while True:
        with open(yol) as f:
            satirlar = f.readlines()
        if satirlar[0].strip().endswith("YES"):
            return int(satirlar[1].split("t=")[1]) / 1000.0
        time.sleep(0.2)

yeni_dosya = not DOSYA.exists()

with DOSYA.open("a", newline="") as f:
    yazici = csv.writer(f)
    if yeni_dosya:
        yazici.writerow(["zaman", "sicaklik_c"])   # Başlık satırı

    while True:
        zaman = datetime.now().isoformat(timespec="seconds")
        sicaklik = sicaklik_oku()
        yazici.writerow([zaman, f"{sicaklik:.2f}"])
        f.flush()                                   # Hemen diske yaz
        print(zaman, sicaklik)
        time.sleep(ARALIK)

# Kaydedilen verilerden grafik çizme
import csv
from datetime import datetime
import matplotlib.pyplot as plt

zamanlar = []
sicakliklar = []

with open("sicaklik_kaydi.csv") as f:
    for satir in csv.DictReader(f):
        zamanlar.append(datetime.fromisoformat(satir["zaman"]))
        sicakliklar.append(float(satir["sicaklik_c"]))

plt.figure(figsize=(10, 4))
plt.plot(zamanlar, sicakliklar, color="tab:red", linewidth=2)
plt.title("Oda sicakligi")
plt.xlabel("Zaman")
plt.ylabel("Sicaklik (C)")
plt.grid(alpha=0.3)
plt.tight_layout()
plt.savefig("sicaklik_grafigi.png", dpi=120)

print(f"{len(sicakliklar)} olcum cizildi.")
print(f"En dusuk: {min(sicakliklar):.2f} C  En yuksek: {max(sicakliklar):.2f} C")

1-Wire protokolünde tek bir veri hattı hem veri iletir hem de pull-up direnci sayesinde sensöre güç sağlayabilir. Her DS18B20'nin fabrikada yazılmış 64 bitlik benzersiz bir kimliği vardır; bu yüzden aynı üç kabloya çok sayıda sensör bağlayıp her birini ayrı ayrı okuyabilirsiniz. Sensör -10 ile +85 °C arasında yaklaşık ±0,5 °C hassasiyetle ölçer.

Raspberry Pi'de 1-Wire'ı açtığınızda Linux çekirdeği sensörle konuşma işini üstlenir ve sonucu /sys/bus/w1/devices/ altında sanal bir dosya olarak sunar. Python bu dosyayı okuduğunda çekirdek sensörden yeni bir ölçüm ister. Ölçüm yaklaşık 750 ms sürdüğü için her okuma kısa bir bekleme içerir.

Projeyi tamamladıysanız, aşağıdaki fikirlerle bir adım öteye taşıyabilirsiniz.