תחנת מזג אוויר מלאה של Raspberry Pi: 14 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

שלום לכולם, זהו ההנחיה הראשונה שלי! במדריך זה אני אדריך אותך ליצור תחנת מזג אוויר Raspberry Pi עם מסד נתונים ואתר משלה. עשיתי את תחנת מזג האוויר הזו בהקשר של מטלה בבית הספר, קיבלתי את ההשראה שלי על Instructables. תחנת מזג האוויר יכולה למדוד טמפרטורה, לחות, לחץ ברומטרי, מהירות הרוח ורמת האור באחוזים. כל הדגימות שאסף ה- Raspberry Pi יאגרו בתוך שרת MySQL ב- Pi עצמו ויוצגו בשרת אינטרנט!

שלב 1: אסוף את החומרים שלך

החומרים של תחנה זו הם פשוטים מאוד. תזדקק לכל החומרים המתאימים, החיישן והדיור.

חומרים

פאי פטל

הסוג לא משנה הרבה, אתה יכול אפילו להשתמש ב- Raspberry Pi Zero W אך הקפד לא לבצע את הגרסה הראשונה מכיוון שתזדקק לחיבור רשת עבור שרת האינטרנט. במדריך זה אשתמש ב- Raspberry Pi 3.

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

כמה כבלי מגשר

תצטרך כמה כבלים כדי לחבר את כל החיישנים והשבב עם ה- Raspberry Pi שלך. ישנם שלושה סוגים של כבלי מגשר: הזכר לנקבה, הזכר לזכר והנקבה לנקבה. תזדקק לסביבות 15 מהזכר לנקבה והזכר מהזכר. כך או כך לא יזיק לקבל את שלושתם.

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

לוח לחם

לעשות אלקטרוניקה ללא קרש לחם זה לא מסובך. אם אתה מתכנן לעשות יותר אלקטרוניקה DIY זה תמיד יהיה שימושי.

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

חיישנים

טמפרטורה ולחות: Grove Temp & Hum v1.0

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

לחץ ברומטרי: Grove - חיישן ברומטר BMP280 (חיישן זה גם לוכד טמפרטורה)

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

מהירות הרוח: מודול חיישן אינפרא אדום (FC-03) LM393

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

אור: חיישן אור גרוב (שימו לב: זהו חיישן אנלוגי, ממיר אנלוגי לדיגיטלי כגון MCP3008 הוא בהכרח)

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

דיור

הדיור הוא חלק חשוב מאוד בפרויקט שלך. כאן תוכל למקם את כל האלקטרוניקה והחיישנים שלך. הדיור לא צריך להיות יפה אבל זה בהחלט יכול להיות. במדריך זה אכין בית ציפורים עם תא בתחתית בו אוכל לאחסן את ה- Raspberry Pi שלי.

אתה תמיד יכול לבחור דיור פחות עמל כמו ארגז אלקטרוניקה לבן. התנאי היחיד הוא שחייבים להיות פתחי אוורור כדי שהרוח והאוויר יוכלו לרוח מעבר לחיישנים, אחרת לא תקבל דגימות מדויקות.

שלב 2: חבר את כל הרכיב

לאחר שיהיה לך את כל הרכיבים שלך, תוכל להתחיל בהגדרת בדיקה. כאן אתה מחבר את כל האלקטרוניקה שלך ל- Raspberry Pi. תוכל למצוא את סכמטי Fritzing בקבצים. כאשר כל החיבורים מתבצעים תוכל להתחיל בהגדרת ה- Raspberry Pi שלך.

שלב 3: הגדר את Raspberry Pi

אם זו הפעם הראשונה שאתה עובד עם פיי פטל אני מאוד ממליץ לך לבקר באתר raspberrypi.org, יש בו כמה תיעודים והדרכות נהדרות למתחילים.

www.raspberrypi.org

וודא שאתה מפעיל את הגירסה העדכנית ביותר של Debian. אתה יכול לשדרג על ידי הקלדת הטרמינל ב- Raspberry Pi או בהפעלה SSH:

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

שלב 4: התקן את SPI ו- I2C

לאחר השדרוג המלא, נצטרך לערוך כמה תצורות ב- Raspberry Pi שלנו. כל החיישנים השונים למעט חיישן האור וחיישן המהירות האינפרא אדום משתמשים בפרוטוקול I2C. אם אתה רוצה להשתמש בפרוטוקול זה יחד עם ממשק SPI, יהיה עליך לאפשר זאת בהגדרות ה- Raspberry Pi. תוכל להתקין את ממשק SPI ו- I2C על ידי ביצוע פקודות אלה.

sudo raspi-config

אפשר גם SPI וגם I2C. לאחר מכן הפעל מחדש באמצעות:

sudo reboot

לאחר ההפעלה מחדש, אנו הולכים לבדוק אם "dtparam = spi = on" ו- "dtsparam = i2C_arm = on" נמצא בתוך /boot /config. לאחר שמצאת את השורות האלה יהיה עליך לבטל תגובות אלה.

sudo nano /boot/config.txt

צא מהעורך באמצעות ctrl + x ושמור.

כעת אנו הולכים להתקין את הספריות השונות לשליטה בחיישנים.

sudo apt-get להתקין python3-spidev

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

שלב 5: התקן את MySQL

לאחר שתגדיר את היסודות של ה- Raspberry Pi כגון חיבור לאינטרנט ועדכון התוכנה. אנו יכולים להתחיל בהקמת מערכת מסדי הנתונים שלנו בה נשמור את כל נתוני מזג האוויר שלנו. נשתמש ב- MySQL. זוהי מערכת בסיס נתונים קלה לשימוש בה אנו יכולים לחבר מספר טבלאות זו לזו באמצעות יחסים. כדי להתקין את סוג MySQL במסוף:

sudo apt-get התקן את שרת mysql

sudo apt-get להתקין mysql-client

במהלך ההתקנה תתבקש למלא סיסמה עבור משתמש השורש. תזדקק לסיסמה זו בהמשך. לאחר התקנת חבילות אלה תוכל לבדוק את הסטטוס של שרת MySQL שלך על ידי הקלדה:

mysql -uroot -p

סטָטוּס

שלב 6: הפעלת סקריפט מסד הנתונים

ברגע ששרת MySQL עובד, נוכל להריץ את סקריפט מסד הנתונים. סקריפט זה ייצור מודל ובו טבלאות שונות. כאן נשמור את כל התאריך שהחיישן מצלם וכל ההגדרות השונות שהאתר משתמש בהן.

כדי להריץ סקריפט MySQL מה- Pi, תחילה עלינו להעתיק את הסקריפט ל- Raspberry Pi. FileZilla היא דרך מצוינת להעתיק קבצים בין המחשב לבין ה- Pi שלך. להלן מדריך נהדר כיצד לעשות זאת.

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

לאחר שהתסריט נמצא ב- Pi שלך תוכל להריץ אותו על ידי הקלדת הטרמינל:

mysql -uroot -p

מקור /path/to/script.sql

שלב 7: התקנת מחבר MySQL עבור Python3

אנחנו רוצים לחבר את מסד הנתונים שלנו לשרת האינטרנט שמריץ ב- Python3. כדי להתקין מחבר זה הפעל פקודה זו.

sudo apt-get להתקין python3-mysql.connector

שלב 8: התקן את הבקבוק

שרת האינטרנט משתמש בבקבוק. מסגרת מיקרו זו ניתנת להתאמה אישית וקלה לשימוש. מושלם לתחנת מזג האוויר שלנו. כדי להתקין את הבקבוק הקלד פקודה זו בחלון מסוף.

sudo apt-get להתקין python3-flask

שלב 9: העתק את שרת האינטרנט ב- Raspberry Pi שלך

כל חבילה מותקנת והכל מוגדר. כעת נוכל להעתיק את הקוד מ- GitHub. ישנן שתי דרכים שבהן תוכל לקבל את הקוד ב- Raspberry Pi שלך: תוכל להוריד את קובץ ה- zip הראשי ולהעתיק אותו ב- Pi שלך עם FileZilla או לשכפל את המאגר ישירות ב- Raspberry Pi שלך. כדי לשכפל את המאגר הקלד פקודות אלה ב- Pi שלך.

cd/path/you/like/

שיבוט git

כעת אמורה להיות לך ספרייה חדשה בשם WeatherStation. תוכל לבדוק זאת בעזרת ההנחיות הבאות:

ls

שלב 10: ערוך את מחלקת מסדי הנתונים

כל הקוד נמצא כעת ב- Raspberry Pi שלך. לפני שנוכל לבדוק, עלינו להגדיר את מחבר MySQL. הגדרות המחבר מאוחסנות בתוך הספרייה החדשה שנעשתה. כדי לעבור לקובץ עלינו לשנות את הספרייה הנוכחית שלנו. לאחר שמצאנו את הקובץ אנו הולכים להכניס את סיסמת השורש של שרת MySQL שלנו בתוך הקובץ. אתה יכול לעשות זאת על ידי ביצוע פקודות אלה.

cd WeatherStation/Flask/Database/

ננו pswd.py

כעת תוכל לערוך את הקובץ. החלף את "your_password" שלך בסיסמת MySQL הבסיסית שלך. כעת אנו מוכנים לבדוק את הקוד.

שלב 11: בדיקה

כעת, לאחר שהכל סוף סוף מותקן ומחובר, אנו יכולים להתחיל בבדיקות. עבור לספריית הבקבוק והקלד את הפקודה:

python3 Flask.py

הכל צריך להתחיל. עכשיו אתה יכול להיכנס לאתר שלך על ידי הקלדת סרגל הכתובות שלך: http: IP_RASPBERRY: 5000/.

שלב 12: האתר

כאשר תפתח את האתר בפעם הראשונה תראה מסך התחברות. תוכל להיכנס לאתר אם אתה משתמש בשם המשתמש 'לנדר' וכסיסמה 'Test12'. האתר כתוב בהולנדית, תוכל לתרגם את האתר אם יש לך ידע בפיתוח אתרים.

שלב 13: הכנס הכל למארז

קח את הדיור שלך והנח את האלקטרוניקה כך שיהיו במרווחים אחידים. אשתמש בבית הציפורים החדש שלי, כללתי את העיצוב למטה. זוהי קופסה פשוטה עם תחתית שקרית לאחסון ה- Raspberry Pi.

הערה: תמיד חייב להיות זרם זרימת אוויר כדי שחיישן הלחות יפעל כראוי. ברגע שאתה מרוצה מהתוצאה אתה יכול לסגור הכל ותחנת מזג האוויר הסתיימה. כעת תוכל למקם אותו במקום שאתה אוהב ולאסוף את נתוני מזג האוויר.

שלב 14: תחנת מזג האוויר שלך פועלת

כל הכבוד ש- Raspberry Pi שלך מתפקד כעת במלואו. מקם אותו אי שם פתוח ואסוף את הנתונים!