Kompletna stacja pogodowa Raspberry Pi: 14 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Cześć wszystkim, To mój pierwszy Instruktaż! W tym samouczku poprowadzę Cię do stworzenia stacji pogodowej Raspberry Pi z własną bazą danych i stroną internetową. Zrobiłem tę stację pogodową w kontekście szkolnego zadania, zainspirowałem się Instructables. Stacja pogodowa może mierzyć temperaturę, wilgotność, ciśnienie atmosferyczne, prędkość wiatru i poziom światła w procentach. Wszystkie próbki zebrane przez Raspberry Pi będą przechowywane na serwerze MySQL na samym Pi i będą wyświetlane na serwerze internetowym!

Krok 1: Zbierz swoje materiały

Materiały tej stacji są bardzo proste. Potrzebne będą wszystkie odpowiednie materiały, czujnik i obudowa.

Materiały

Malina Pi

Typ nie ma większego znaczenia, możesz nawet użyć Raspberry Pi Zero W, ale pamiętaj, aby nie brać pierwszej wersji, ponieważ będziesz potrzebować połączenia sieciowego dla serwera WWW. W tej instrukcji użyję Raspberry Pi 3.

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

Niektóre kable rozruchowe

Będziesz potrzebować kilku kabli, aby połączyć wszystkie czujniki i układ z Raspberry Pi. Istnieją trzy rodzaje kabli rozruchowych: męski na żeński, męski na męski i żeński na żeński. Będziesz potrzebować około 15 osobników typu męskiego do żeńskiego i męskiego do męskiego. Tak czy inaczej, nie zaszkodziłoby zdobyć wszystkie trzy.

www.amazon.com/Elegoo-120szt-Wielokolorowe-…

Deska do krojenia chleba

Robienie elektroniki bez płytki stykowej jest nieporęczne. Jeśli planujesz robić więcej elektroniki DIY, to zawsze się przyda.

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

Czujniki

Temperatura i wilgotność: Grove Temp&Hum v1.0

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

Ciśnienie barometryczne: Grove – Barometer Sensor BMP280 (ten czujnik rejestruje również temperaturę)

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

Prędkość wiatru: Moduł czujnika podczerwieni (FC-03) LM393

www.amazon.com/LM393-Czujnik-Pomiar-Zdjęcie…

Światło: czujnik światła Grove (uwaga: jest to czujnik analogowy, konieczny jest przetwornik analogowo-cyfrowy, taki jak MCP3008)

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

Mieszkania

Obudowa jest bardzo ważną częścią Twojego projektu. Tutaj umieścisz całą swoją elektronikę i czujniki. Obudowa nie musi być ładna, ale na pewno może być. W tym instruktażu zrobię ptaszarnię z przegrodą na dole, w której mogę przechowywać moje Raspberry Pi.

Zawsze możesz wybrać mniej pracochłonną obudowę, np. białą skrzynkę z elektroniką. Jedynym warunkiem jest to, że muszą być otwory wentylacyjne, aby wiatr i powietrze mogły przechodzić przez czujniki, w przeciwnym razie nie uzyskasz dokładnych próbek.

Krok 2: Podłącz wszystkie komponenty

Gdy masz już wszystkie komponenty, możesz zacząć od przygotowania konfiguracji testowej. Tutaj podłączasz całą swoją elektronikę do swojego Raspberry Pi. Schemat Fritzinga można znaleźć w plikach. Po nawiązaniu wszystkich połączeń możesz zacząć od skonfigurowania Raspberry Pi.

Krok 3: Skonfiguruj Raspberry Pi

Jeśli po raz pierwszy pracujesz z Raspberry Pi, gorąco polecam odwiedzić stronę raspberrypi.org, która ma świetną dokumentację i samouczki dla początkujących.

www.raspberrypi.org

Upewnij się, że korzystasz z najnowszej wersji Debiana. Możesz dokonać aktualizacji wpisując w terminalu w Raspberry Pi lub w sesji SSH:

aktualizacja sudo apt-get && aktualizacja sudo apt-get

Krok 4: Zainstaluj SPI i I2C

Po pełnej aktualizacji będziemy musieli edytować niektóre konfiguracje na naszym Raspberry Pi. Wszystkie różne czujniki, z wyjątkiem czujnika światła i czujnika prędkości na podczerwień, wykorzystują protokół I2C. Jeśli chcesz używać tego protokołu wraz z interfejsem SPI, musisz włączyć to w ustawieniach Raspberry Pi. Możesz skonfigurować interfejs SPI i I2C, wykonując te polecenia.

sudo raspi-config

Włącz zarówno SPI, jak i I2C. Następnie uruchom ponownie za pomocą:

ponowne uruchomienie sudo

Po ponownym uruchomieniu sprawdzimy, czy „dtparam=spi=on” i „dtsparam=i2C_arm=on” znajdują się w pliku /boot/config. Kiedy znajdziesz te linie, będziesz musiał je odkomentować.

sudo nano /boot/config.txt

Wyjdź z edytora za pomocą ctrl + x i zapisz.

Teraz zainstalujemy różne biblioteki do sterowania czujnikami.

sudo apt-get zainstaluj python3-spidev

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

Krok 5: Zainstaluj MySQL

Po skonfigurowaniu podstaw Raspberry Pi, takich jak połączenie z Internetem i aktualizacja oprogramowania. Możemy zacząć konfigurować nasz system baz danych, w którym będziemy przechowywać wszystkie nasze dane pogodowe. Użyjemy MySQL. Jest to łatwy w użyciu system baz danych, w którym możemy łączyć ze sobą wiele tabel za pomocą relacji. Aby zainstalować MySQL wpisz w terminalu:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Podczas instalacji zostaniesz poproszony o podanie hasła dla użytkownika root. Hasło to będzie potrzebne później. Po zainstalowaniu tych pakietów możesz sprawdzić stan swojego serwera MySQL, wpisując:

mysql -root -p

status

Krok 6: Uruchamianie skryptu bazy danych

Gdy serwer MySQL działa, możemy uruchomić skrypt bazy danych. Ten skrypt utworzy model z różnymi tabelami. Tutaj będziemy przechowywać całą datę przechwyconą przez czujnik i wszystkie różne ustawienia, z których korzysta strona internetowa.

Aby uruchomić skrypt MySQL z Pi, najpierw musimy skopiować skrypt do Raspberry Pi. FileZilla to świetny sposób na kopiowanie plików między komputerem a Pi. Oto świetny przewodnik, jak to zrobić.

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

Gdy skrypt znajdzie się na twoim Pi, możesz go uruchomić, wpisując w terminalu:

mysql -root -p

źródło /ścieżka/do/skryptu.sql

Krok 7: Instalowanie łącznika MySQL dla Pythona3

Chcemy połączyć naszą bazę danych z serwerem WWW, który działa na Python3. Aby zainstalować ten łącznik, uruchom to polecenie.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Krok 8: Zainstaluj kolbę

Serwer WWW korzysta z Flask. Ten mikroframework jest wysoce konfigurowalny i łatwy w użyciu. Idealny do naszej stacji pogodowej. Aby zainstalować flask, wpisz to polecenie w oknie terminala.

sudo apt-get zainstaluj python3-flask

Krok 9: Skopiuj serwer WWW na swoje Raspberry Pi

Każdy pakiet jest teraz zainstalowany i wszystko jest skonfigurowane. Teraz możemy skopiować kod z GitHub. Istnieją dwa sposoby uzyskania kodu na Raspberry Pi: możesz pobrać główny plik zip i skopiować go na swoje Pi za pomocą FileZilla lub sklonować repozytorium bezpośrednio na Raspberry Pi. Aby sklonować repozytorium, wpisujesz te polecenia na swoim Pi.

cd /ścieżka/ty/lubisz/

git clone

Teraz powinieneś mieć nowy katalog o nazwie WeatherStation. Możesz to sprawdzić za pomocą następującej instrukcji:

ls

Krok 10: Edytuj klasę bazy danych

Cały kod znajduje się teraz na Twoim Raspberry Pi. Zanim będziemy mogli przetestować, musimy skonfigurować łącznik MySQL. Ustawienia konektora są przechowywane w nowo utworzonym katalogu. Aby przejść do pliku musimy zmienić nasz aktualny katalog. Po zlokalizowaniu pliku wstawimy do niego nasze hasło roota naszego serwera MySQL. Możesz to zrobić, wykonując te polecenia.

cd Stacja pogodowa/kolba/baza danych/

nano pswd.py

Możesz teraz edytować plik. Zastąp „twoje_hasło” swoim głównym hasłem MySQL. Teraz jesteśmy gotowi do przetestowania kodu.

Krok 11: Testowanie

Teraz, gdy wszystko jest już zainstalowane i okablowane, możemy rozpocząć testowanie. Przejdź do katalogu Flask i wpisz polecenie:

python3 Flask.py

Wszystko powinno się zacząć. Teraz możesz przejść do swojej witryny, wpisując w pasku adresu:

Krok 12: Strona internetowa

Gdy otworzysz witrynę po raz pierwszy, zobaczysz ekran logowania. Możesz wejść na stronę, jeśli użyjesz nazwy użytkownika „Lander” i hasła „Test12”. Strona jest napisana w języku niderlandzkim, możesz ją przetłumaczyć, jeśli masz jakąkolwiek wiedzę na temat tworzenia stron internetowych.

Krok 13: Umieść wszystko w obudowie

Weź obudowę i umieść elektronikę tak, aby była równomiernie rozmieszczona. Użyję mojego nowo wykonanego domku dla ptaków, poniżej zamieściłem projekt. Jest to proste pudełko z fałszywym dnem do przechowywania Raspberry Pi.

Uwaga: aby czujnik wilgotności działał prawidłowo, zawsze musi istnieć strumień powietrza. Gdy będziesz zadowolony z wyniku, możesz wszystko zamknąć, a stacja pogodowa jest gotowa. Możesz teraz umieścić go w dowolnym miejscu i zbierać dane pogodowe.

Krok 14: Twoja stacja pogodowa działa

Gratulacje, Twoje Raspberry Pi jest teraz w pełni funkcjonalne. Umieść go gdzieś na otwartej przestrzeni i zbieraj dane!