Prima di scegliere un sensore: i protocolli di collegamento
La maggior parte dei sensori usati con il Raspberry Pi comunica tramite uno di pochi protocolli standard. Il protocollo I2C permette di collegare più sensori sugli stessi due fili (dati e clock), ciascuno identificato da un indirizzo univoco: è oggi lo standard più diffuso per sensori digitali, perché semplifica il cablaggio quando i componenti sono numerosi. Il protocollo SPI è più veloce ma richiede più fili dedicati per ogni dispositivo. Alcuni sensori più semplici comunicano invece con un singolo filo dati secondo un proprio protocollo proprietario, o restituiscono direttamente un segnale digitale on/off leggibile su un normale pin GPIO.
Temperatura e umidità: DHT22 e BME280
Il sensore DHT22 (e la sua versione più economica DHT11) è probabilmente il punto di partenza più comune per misurare temperatura e umidità: economico, semplice da cablare con un solo pin dati, ma con una frequenza di lettura limitata a circa una misura ogni due secondi. Per progetti più esigenti, il sensore BME280, collegato via I2C, offre precisione superiore e aggiunge anche la misura della pressione atmosferica, risultando utile anche per stazioni meteo amatoriali.
Movimento e presenza: PIR
I sensori di movimento PIR (Passive InfraRed) rilevano le variazioni di calore emesse dai corpi in movimento nel loro campo visivo e restituiscono un semplice segnale digitale alto/basso su un pin GPIO. Sono il componente più usato nei progetti di automazione domestica per accendere una luce o attivare una registrazione video alla rilevazione di una presenza, grazie al basso costo e alla semplicità di collegamento.
Distanza: HC-SR04
Il sensore a ultrasuoni HC-SR04 misura la distanza da un ostacolo inviando un impulso sonoro e cronometrando il tempo impiegato dall'eco a tornare indietro. È molto usato in progetti di robotica (per evitare ostacoli) o in sistemi di monitoraggio livello (ad esempio il livello di un serbatoio), con una precisione tipicamente sufficiente per la maggior parte dei progetti hobbistici, nell'ordine di pochi millimetri.
Luce: sensori LDR e VEML7700
Per misurare la luminosità ambientale, la soluzione più economica è una fotoresistenza LDR collegata in un semplice partitore di tensione, che richiede però un convertitore analogico-digitale esterno perché il Raspberry Pi non ha ingressi analogici nativi. Per una misura più precisa in lux, sensori digitali come il VEML7700, collegati via I2C, restituiscono direttamente un valore numerico senza bisogno di circuiteria aggiuntiva.
Qualità dell'aria: MQ-135 e SDS011
Per il monitoraggio della qualità dell'aria, i sensori della serie MQ (come l'MQ-135) rilevano la concentrazione di alcuni gas e composti volatili con un'uscita analogica, anch'essa da convertire con un ADC esterno. Per il particolato fine (PM2.5 e PM10), il sensore laser SDS011, collegato via UART o USB, offre misure molto più affidabili ed è diventato uno standard de facto nei progetti di monitoraggio ambientale amatoriale e nelle reti civiche di rilevamento dell'inquinamento.
Un consiglio pratico
Prima di acquistare un sensore, verifica sempre il protocollo richiesto (I2C, SPI, digitale, analogico) e, se analogico, ricorda che serve un convertitore ADC esterno — il Raspberry Pi, a differenza di Arduino, non legge segnali analogici direttamente sui propri pin GPIO.