Osobný meteorológ: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Zamysleli ste sa niekedy nad tým, či alebo kedy váš meteorológ hovorí pravdu? Chcete diskrétny, lacný a rýchly spôsob, ako sa stať vlastným meteorológom … a možno malým projektom? Nehľadaj ďalej! Toto zjednodušené zariadenie bude sledovať poveternostné podmienky z akéhokoľvek miesta, ktoré si želáte, a umožní vám monitorovať počasie jednoduchým stlačením tlačidla.

Tento projekt vám poskytne prax v oblasti fliaš, malín Pis, senzorov GPIO a HTML! Stavba je nielen zábavná, ale má aj mnoho užitočných vlastností. Váš meteorológ môže byť bez práce …

Zásoby

• Raspberry Pi 3
• Micro SD karta
• 1 hromadný drôt
• 4 mužské až mužské drôty
• 1 snímač DHT11
• 1 batéria

Ak plánujete byť vlastným spoľahlivým meteorológom na viacerých miestach, vynásobte všetky zásoby počtom zariadení, ktoré budete potrebovať. Kód na podporu viacerých zariadení sa však bude líšiť. Ak práve staviate/testujete toto zariadenie, nie je potrebné mať k dispozícii nasledujúce položky … bolo by to však určite veľmi užitočné.

• Monitor počítača
• Klávesnica USB
• Micro USB nabíjacia súprava

Krok 1: Zapojenie

Pri použití Raspberry Pi musíme integrovať hlavný snímač do zdroja napájania Raspberry Pi, aby mohol vykonávať potrebné merania. Hlavný senzor použitý v tomto projekte, na obrázku vyššie, zaznamenáva teplotu a vlhkosť okolitého fyzického prostredia. Na umiestnenie tohto senzora môžete použiť nepájivú dosku alebo iné montážne zariadenie a previesť naše vodiče alebo ho jednoducho pripojiť pomocou káblov typu žena-žena priamo k pinom na zariadení Raspberry Pi.

Podľa schémy zapojenia uvedenej vyššie na správne pripojenie senzora k Raspberry Pi. Všimnite si toho, že je potrebný zdroj energie, batéria alebo blízkosť elektrickej zásuvky.

Krok 2: Nastavenie

Blahoželáme, váš hardvér bol zostavený!

Teraz začneme pracovať priamo s Raspberry Pi a softvérom projektu. Nasledujúce položky je možné vykonať na Raspberry Pi pomocou klávesnice a monitora alebo prostredníctvom SSH. Nasledujúce knižnice sú potrebné na to, aby bolo možné na vašom Raspberry Pi spustiť všetok softvér. Pomocou príkazu „pip install“umožníte softvéru neskôr používať nasledujúce knižnice:

• žiadosti
• RPi. GPIO
• fľaša
• flask_restful
• flask_wtf
• wtforms

Počas inštalácie týchto knižníc sa počasie môže niekoľkokrát zmeniť … buďte trpezliví, ste blízko k odomknutiu meteorologických schopností!

Teraz, keď máte nainštalované všetky svoje knižnice, zoznámime sa s Flaskou, odľahčeným rámcom, ktorý umožňuje jednoduchú komunikáciu medzi uzlami v prostredí nášho projektu. V tomto projekte sa Raspberry Pi stáva serverom. S bankou sa môžete pohodlne zoznámiť s jednoduchým príkladom aplikácie tu.

Krok 3: Kód a spustenie

Teraz, keď ste zostavili hardvérové a softvérové knižnice, ste pripravení začať s vytváraním projektových súborov.

Server: V tomto projekte slúži server Raspberry Pi, ktorý je pripojený k senzoru. Server čaká, kým používateľ dokončí žiadosť o teplotu, vlhkosť alebo graf. Vytvorili sme šablóny HTML, ktoré sú nakonfigurované tak, aby správne interagovali s požiadavkami aplikácie na teplotu, vlhkosť, graf alebo ľubovoľnú kombináciu týchto troch (pozrite sa do priečinka so šablónami). To znamená, že ak chce používateľ iba teplotu, neuvidí nič iné ako vlhkosť, ako je možnosť formulára na čítanie vlhkosti. Akonáhle je príspevok vytvorený, server zhromaždí informácie z príspevku a vykoná akciu, o ktorú užívateľ požiadal. Senzor DHT získa namerané hodnoty, ktoré sa potom uložia a odošlú ako slovníkový argument v novom formáte html, ktorý vykresľujeme. Server tieto údaje tiež uloží, aby na požiadanie používateľa vytvoril graf predchádzajúcich meraní.

Aplikácia: Aplikácia odosiela požiadavky HTTP na server Flask na načítanie a vykreslenie teploty, vlhkosti a vizuálnej reprezentácie teploty a vlhkosti posledných dvadsiatich štyroch požiadaviek stanovených z formulára na žiadosť používateľa. Aplikácia používa formulár banky, ktorý má pre každé tri booleovské vstupné polia. Užívateľ môže začiarknuť políčko pre akúkoľvek kombináciu troch polí, ktoré chce vidieť. Nemôžu ovládať nič iné, ako áno/nie, chcú tieto informácie vidieť. Vytvorili sme jedinečný súbor html, ktorý používame na vykreslenie v závislosti od požiadavky používateľa. To sa deje tak, že iba údaje, ktoré sa zobrazujú, sú tie, ktoré požaduje používateľ. Nechceme, aby používateľ požadoval teplotu a nechal ho, aby sa pozrel na prázdnu šablónu pre vlhkosť alebo prázdny graf.

Krok 4: Testovanie

Zariadenie beží prostredníctvom súboru: mainsense.py. Výsledkom je súbor formSense.py, ktorý obsahuje našu triedu Formulár banky, ktorú aplikácia používa. Server spočiatku vykreslí súbor „sense.html“a potom čaká, kým používateľ pošle žiadosť. mainsense.py potom čaká na načítanie hodnôt zo senzora v okamihu, keď požiadavka GET od aplikácie požiada o teplotu alebo vlhkosť a uloží predchádzajúcich 24 nameraných hodnôt od používateľov. K dispozícii je tiež možnosť grafu, z ktorej si užívateľ môže vybrať, ktoré grafy urobí predchádzajúce čítanie, maximálne 24. Môžete tiež vidieť, že html obsahuje iba možnosti formulára, ktoré môže používateľ použiť na zadanie ďalšej požiadavky, a údaje, ktoré používateľ požadoval.

Potom by ste mali byť schopní prejsť na správny URI/IP a nastaviť správnu komunikačnú linku medzi vašou aplikáciou a serverom. Mali by ste skúsiť odoslať niekoľko testovacích požiadaviek GET a uistiť sa, že snímač správne reaguje správnymi hodnotami z vášho senzora. Potom, ak váš program hodinu správne sleduje počasie, sme oficiálne pripravení odstrániť kábel - to znamená, ak ste čakali na kanál s počasím!

Krok 5: Montáž

Inštalácia zariadenia je veľmi jednoduchá. V zásade stačí zaistiť, aby bolo zariadenie pripojené k batérii alebo k elektrickej zásuvke, a pomocou príkazových prúžkov zaistiť zariadenie na požadovanom mieste a monitorovať tak počasie.

Poznámka: zariadenie musí byť umiestnené so senzorom v bezpečí pred prudkými poveternostnými podmienkami, v ktorých sa nachádzate. Akonáhle je to dokončené, mali by ste byť schopní SSH do zariadenia a spustiť server. Otvorte webovú stránku a viete, že získavate najaktuálnejšie merania počasia z umiestnenia vášho servera Raspberry Pi.