Kompletná meteorologická stanica Raspberry Pi: 14 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Ahojte všetci, Toto je môj úplne prvý návod! V tomto návode vás prevediem výrobou meteorologickej stanice Raspberry Pi s vlastnou databázou a webovou stránkou. Túto meteorologickú stanicu som vyrobil v rámci školskej úlohy, inšpiráciu som získal na Instructables. Meteorologická stanica môže v percentách merať teplotu, vlhkosť, barometrický tlak, rýchlosť vetra a úroveň svetla. Všetky vzorky, ktoré Raspberry Pi zhromažďuje, budú uložené na serveri MySQL na samotnom Pi a budú zobrazené na webovom serveri!

Krok 1: Zhromaždite svoje materiály

Materiály tejto stanice sú veľmi jednoduché. Budete potrebovať všetok príslušný materiál, snímač a kryt.

Materiály

Malinový koláč

Na type nezáleží, môžete dokonca použiť Raspberry Pi Zero W, ale uistite sa, že nevykonáte prvú revíziu, pretože pre webový server budete potrebovať sieťové pripojenie. V tomto návode použijem Raspberry Pi 3.

www.amazon.com/Raspberry-Model-A1-2GHz-64-…

Niektoré prepojovacie káble

Na pripojenie všetkých senzorov a čipu k vášmu Raspberry Pi budete potrebovať niekoľko káblov. Existujú tri typy prepojovacích káblov: samec - samica, samec - samec a žena - žena. Budete potrebovať asi 15 mužských až ženských a mužských až mužských typov. Tak či onak, nebolo by na škodu dostať ich všetkých troch.

www.amazon.com/Elegoo-120pcs-Multicolored-…

Breadboard

Robiť elektroniku bez breadboardu je náročné. Ak plánujete robiť viac elektroniky pre domácich majstrov, bude sa vám to vždy hodiť.

www.amazon.com/dp/B072FC35GT/ref=sxr_pa_cl…

Senzory

Teplota a vlhkosť: Grove Temp & Hum v1.0

www.seeedstudio.com/Grove-Temperature%26Hu..

Barometrický tlak: Grove - snímač barometra BMP280 (tento snímač tiež sníma teplotu)

www.seeedstudio.com/Grove-Barometer-Sensor…

Rýchlosť vetra: Modul infračerveného senzora (FC-03) LM393

www.amazon.com/LM393-Measuring-Sensor-Phot…

Svetlo: svetelný senzor Grove (poznámka: jedná sa o analógový snímač, nevyhnutne ide o analógovo -digitálny prevodník, ako je MCP3008)

www.seeedstudio.com/Grove-Light-Sensor-v1….

Bývanie

Bývanie je veľmi dôležitou súčasťou vášho projektu. Tu umiestnite všetku svoju elektroniku a senzory. Bývanie nemusí byť pekné, ale určite môže byť. V tomto návode vyrobím vtáčiu búdku s oddelením v spodnej časti, kam môžem uložiť svoj Raspberry Pi.

Vždy sa môžete rozhodnúť pre menej namáhavé bývanie, akým je napríklad biela skrinka elektroniky. Jedinou podmienkou je, že musia existovať vetracie otvory, aby vietor a vzduch mohli viať okolo senzorov, inak nezískate presné vzorky.

Krok 2: Pripojte všetky komponenty

Keď máte všetky svoje súčasti, môžete začať s testovacím nastavením. Tu pripojíte všetku svoju elektroniku k svojmu Raspberry Pi. Schému Fritzing nájdete v súboroch. Po vytvorení všetkých pripojení môžete začať nastavením Raspberry Pi.

Krok 3: Nastavte Raspberry Pi

Ak s Raspberry Pi pracujete prvýkrát, vrelo vám odporúčam navštíviť webovú stránku raspberrypi.org, ktorá ponúka skvelé dokumentácie a návody pre začiatočníkov.

www.raspberrypi.org

Uistite sa, že používate najnovšiu verziu Debianu. Aktualizáciu môžete vykonať zadaním terminálu v Raspberry Pi alebo v relácii SSH:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Krok 4: Nainštalujte SPI a I2C

Akonáhle budete úplne inovovaní, budeme musieť upraviť niektoré konfigurácie na našom Raspberry Pi. Všetky rôzne senzory okrem svetelného senzora a infračerveného senzora rýchlosti používajú protokol I2C. Ak chcete tento protokol používať spolu s rozhraním SPI, budete ho musieť povoliť v nastaveniach Raspberry Pi. Rozhranie SPI a I2C môžete nastaviť podľa týchto príkazov.

sudo raspi-config

Povoliť SPI aj I2C. Potom reštartujte počítač pomocou:

sudo reštart

Po reštarte skontrolujeme, či sa v súbore /boot /config nachádza „dtparam = spi = on“a „dtsparam = i2C_arm = on“. Keď nájdete tieto riadky, budete ich musieť odkomentovať.

sudo nano /boot/config.txt

Ukončite editor pomocou klávesov ctrl + x a uložte.

Teraz nainštalujeme rôzne knižnice na ovládanie senzorov.

sudo apt-get install python3-spidev

sudo apt-get install python-smbus sudo apt-get install i2c-tools

Krok 5: Nainštalujte MySQL

Keď nastavíte základy Raspberry Pi, ako je pripojenie na internet a aktualizácia softvéru. Môžeme začať s nastavením nášho databázového systému, kde budeme ukladať všetky naše údaje o počasí. Budeme používať MySQL. Jedná sa o ľahko použiteľný databázový systém, v ktorom môžeme navzájom prepojiť viacero tabuliek pomocou relácií. Inštalácia typu MySQL do terminálu:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Počas inštalácie budete vyzvaní na zadanie hesla pre užívateľa root. Toto heslo budete potrebovať neskôr. Po inštalácii týchto balíkov môžete skontrolovať stav svojho servera MySQL zadaním:

mysql -uroot -p

postavenie

Krok 6: Spustenie databázového skriptu

Keď server MySQL funguje, môžeme spustiť databázový skript. Tento skript vytvorí model s rôznymi tabuľkami. Tu uložíme všetok dátum, ktorý snímač zachytí, a všetky rôzne nastavenia, ktoré webová stránka používa.

Na spustenie skriptu MySQL z Pi najskôr musíme skopírovať skript na Raspberry Pi. Program FileZilla je úžasný spôsob kopírovania súborov medzi počítačom a počítačom Pi. Tu je skvelý návod, ako na to.

www.raspberrypi.org/documentation/remote-a…

Akonáhle je skript na vašom Pi, môžete ho spustiť zadaním terminálu:

mysql -uroot -p

zdroj /path/to/script.sql

Krok 7: Inštalácia konektora MySQL pre Python3

Chceme prepojiť našu databázu s webovým serverom, ktorý beží na Pythone3. Ak chcete nainštalovať tento konektor, spustite tento príkaz.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Krok 8: Nainštalujte banku

Webový server používa banku Flask. Tento mikroframework je vysoko prispôsobiteľný a používanie je veľmi jednoduché. Ideálne pre našu meteorologickú stanicu. Ak chcete nainštalovať banku, zadajte tento príkaz do okna terminálu.

sudo apt-get install python3-flask

Krok 9: Skopírujte webový server na svoj Raspberry Pi

Každý balík je teraz nainštalovaný a všetko je nastavené. Teraz môžeme skopírovať kód z GitHubu. Kód môžete do svojho Raspberry Pi získať dvoma spôsobmi: buď si môžete stiahnuť hlavný súbor zip a skopírovať ho do svojho Pi pomocou programu FileZilla, alebo môžete klonovať úložisko priamo na svojom Raspberry Pi. Na klonovanie úložiska zadajte tieto príkazy do svojho Pi.

cd/cesta/sa vám páči/

git klon

Teraz by ste mali mať nový adresár s názvom WeatherStation. Môžete to skontrolovať podľa nasledujúcich pokynov:

ls

Krok 10: Upravte triedu databázy

Celý kód je teraz na vašom Raspberry Pi. Pred testovaním musíme nakonfigurovať konektor MySQL. Nastavenia konektora sú uložené vo vnútri novo vytvoreného adresára. Ak chcete prejsť na súbor, musíme zmeniť náš aktuálny adresár. Akonáhle nájdeme súbor, vložíme do súboru naše root heslo nášho servera MySQL. Môžete to urobiť podľa týchto príkazov.

cd WeatherStation/banka/databáza/

nano pswd.py

Teraz môžete súbor upraviť. Nahraďte „your_password“svojim koreňovým heslom MySQL. Teraz sme pripravení testovať kód.

Krok 11: Testovanie

Teraz, keď je všetko konečne nainštalované a zapojené, môžeme začať testovať. Prejdite do adresára Flask a zadajte príkaz:

python3 Flask.py

Všetko by sa malo začať. Teraz môžete prejsť na svoju webovú stránku zadaním do panela s adresou: http: IP_RASPBERRY: 5000/.

Krok 12: Webová stránka

Pri prvom otvorení stránky sa vám zobrazí prihlasovacia obrazovka. Na stránku môžete vstúpiť, ak ako používateľské meno použijete „Lander“a heslo „Test12“. Webová stránka je napísaná v holandčine, ak máte znalosti o vývoji webových stránok, môžete ich preložiť.

Krok 13: Vložte všetko do prílohy

Vezmite si bývanie a umiestnite elektroniku tak, aby boli rovnomerne rozmiestnené. Budem používať svoju novo vyrobenú vtáčiu búdku, dizajn som zahrnul nižšie. Jedná sa o jednoduchý box s falošným dnom na uloženie Raspberry Pi.

Poznámka: Aby snímač vlhkosti fungoval správne, musí vždy existovať prúd vzduchu. Keď ste s výsledkom spokojní, môžete všetko zavrieť a meteorologická stanica je hotová. Teraz ho môžete umiestniť na ľubovoľné miesto a zbierať údaje o počasí.

Krok 14: Vaša meteorologická stanica funguje

Blahoželáme, váš Raspberry Pi je teraz plne funkčný. Umiestnite ho niekde na otvorené miesto a zbierajte údaje!