Kompletní meteorologická stanice Raspberry Pi: 14 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Ahoj všichni, Toto je můj úplně první Instructable! V tomto tutoriálu vás provedu vytvořením meteorologické stanice Raspberry Pi s vlastní databází a webem. Tuto meteorologickou stanici jsem vytvořil v souvislosti se školním úkolem, inspiraci jsem získal na Instructables. Meteorologická stanice může měřit teplotu, vlhkost, barometrický tlak, rychlost větru a úroveň světla v procentech. Všechny vzorky, které Raspberry Pi shromažďuje, budou uloženy na serveru MySQL na samotném Pi a budou zobrazeny na webovém serveru!

Krok 1: Shromážděte své materiály

Materiály této stanice jsou velmi jednoduché. Budete potřebovat veškerý vhodný materiál, senzor a kryt.

Materiály

Raspberry Pi

Na typu moc nezáleží, můžete dokonce použít Raspberry Pi Zero W, ale ujistěte se, že neprovedete první revizi, protože pro webový server budete potřebovat síťové připojení. V tomto Instructable budu používat Raspberry Pi 3.

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

Některé propojovací kabely

K propojení všech senzorů a čipu s vaším Raspberry Pi budete potřebovat nějaké kabely. Existují tři typy propojovacích kabelů: samec - samice, samec - samec a žena - žena. Budete potřebovat asi 15 mužů k ženám a mužů k mužům. V každém případě by nebylo na škodu získat všechny tři.

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

Prkénko

Dělat elektroniku bez prkénka je nepraktické. Pokud plánujete dělat více elektroniky pro kutily, bude se vám to vždy hodit.

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

Senzory

Teplota a vlhkost: Grove Temp & Hum v1.0

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

Barometrický tlak: Grove - senzor barometru BMP280 (tento senzor také snímá teplotu)

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

Rychlost větru: Modul infračerveného senzoru (FC-03) LM393

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

Světlo: Světelný senzor Grove (poznámka: toto je analogový snímač, nutně analogový převodník na digitální převodník, jako je MCP3008)

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

Bydlení

Bydlení je velmi důležitou součástí vašeho projektu. Zde umístíte veškerou svou elektroniku a senzory. Pouzdro nemusí být hezké, ale určitě může být. V tomto Instructable vyrobím ptačí budku s přihrádkou ve spodní části, kam mohu uložit svůj Raspberry Pi.

Vždy se můžete rozhodnout pro méně pracné bydlení, jako je bílá skříňka s elektronikou. Jedinou podmínkou je, že musí existovat větrací otvory, aby vítr a vzduch mohly váhat kolem senzorů, jinak nedostanete přesné vzorky.

Krok 2: Připojte všechny komponenty

Jakmile budete mít všechny své součásti, můžete začít s nastavením testu. Zde připojíte veškerou svou elektroniku k Raspberry Pi. Schéma Fritzingu najdete v souborech. Po vytvoření všech připojení můžete začít nastavením Raspberry Pi.

Krok 3: Nastavení Raspberry Pi

Pokud s Raspberry Pi pracujete poprvé, vřele doporučuji navštívit webovou stránku raspberrypi.org, která obsahuje skvělé dokumentace a návody pro začátečníky.

www.raspberrypi.org

Ujistěte se, že používáte nejnovější verzi Debianu. Upgradovat můžete zadáním terminálu v Raspberry Pi nebo v relaci SSH:

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

Krok 4: Nainstalujte SPI a I2C

Jakmile budete plně upgradováni, budeme muset upravit některé konfigurace na našem Raspberry Pi. Všechny různé senzory kromě světelného senzoru a infračerveného senzoru rychlosti využívají protokol I2C. Pokud chcete tento protokol používat společně s rozhraním SPI, budete ho muset povolit v nastavení Raspberry Pi. Rozhraní SPI a I2C můžete nastavit pomocí těchto příkazů.

sudo raspi-config

Povolte SPI i I2C. Poté restartujte pomocí:

sudo restart

Po restartu zkontrolujeme, zda se v souboru /boot /config nachází „dtparam = spi = on“a „dtsparam = i2C_arm = on“. Když najdete tyto řádky, budete je muset odkomentovat.

sudo nano /boot/config.txt

Ukončete editor pomocí ctrl + x a uložte.

Nyní nainstalujeme různé knihovny pro ovládání senzorů.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Krok 5: Nainstalujte MySQL

Jakmile nastavíte základy Raspberry Pi, jako je připojení k internetu a aktualizace softwaru. Můžeme začít nastavovat náš databázový systém, kde budeme ukládat všechna naše data o počasí. Budeme používat MySQL. Jedná se o snadno použitelný databázový systém, kde můžeme navzájem propojit více tabulek pomocí relací. Chcete -li do terminálu nainstalovat typ MySQL:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Během instalace budete vyzváni k zadání hesla pro uživatele root. Toto heslo budete potřebovat později. Jakmile jsou tyto balíčky nainstalovány, můžete zkontrolovat stav svého serveru MySQL zadáním:

mysql -uroot -p

postavení

Krok 6: Spuštění databázového skriptu

Jakmile server MySQL funguje, můžeme spustit databázový skript. Tento skript vytvoří model s různými tabulkami. Zde uložíme všechna data, která snímač zachycuje, a všechna různá nastavení, která web používá.

Abychom mohli spustit skript MySQL z Pi, musíme nejprve zkopírovat skript na Raspberry Pi. FileZilla je skvělý způsob, jak kopírovat soubory mezi počítačem a počítačem Pi. Zde je skvělý návod, jak na to.

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

Jakmile je skript na vašem Pi, můžete jej spustit zadáním do terminálu:

mysql -uroot -p

zdroj /path/to/script.sql

Krok 7: Instalace konektoru MySQL pro Python3

Chceme propojit naši databázi s webovým serverem, který běží na Pythonu3. Chcete -li nainstalovat tento konektor, spusťte tento příkaz.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Krok 8: Nainstalujte baňku

Webový server používá Flask. Tento mikroframework je vysoce přizpůsobitelný a snadno se používá. Ideální pro naši meteorologickou stanici. Chcete -li nainstalovat banku, zadejte tento příkaz do okna terminálu.

sudo apt-get install python3-flask

Krok 9: Zkopírujte webový server na svůj Raspberry Pi

Každý balíček je nyní nainstalován a vše je nastaveno. Nyní můžeme zkopírovat kód z GitHubu. Existují dva způsoby, jak můžete získat kód na Raspberry Pi: můžete si buď stáhnout hlavní zip soubor a zkopírovat jej na svůj Pi pomocí FileZilla, nebo můžete klonovat úložiště přímo na Raspberry Pi. Chcete -li klonovat úložiště, zadejte tyto příkazy do počítače Pi.

cd/cesta/líbí se vám/

git clone

Nyní byste měli mít nový adresář s názvem WeatherStation. Můžete to zkontrolovat pomocí následujících pokynů:

ls

Krok 10: Upravte třídu databáze

Veškerý kód je nyní na vašem Raspberry Pi. Než budeme moci testovat, musíme nakonfigurovat konektor MySQL. Nastavení konektoru je uloženo uvnitř nově vytvořeného adresáře. Chcete -li přejít do souboru, musíme změnit aktuální adresář. Jakmile soubor najdeme, vložíme do souboru své root heslo našeho serveru MySQL. Můžete to provést podle těchto příkazů.

cd WeatherStation/baňka/databáze/

nano pswd.py

Nyní můžete soubor upravit. Nahraďte „your_password“heslem root MySQL. Nyní jsme připraveni testovat kód.

Krok 11: Testování

Nyní, když je vše konečně nainstalováno a zapojeno, můžeme začít testovat. Přejděte do adresáře Flask a zadejte příkaz:

python3 Flask.py

Všechno by mělo začít. Nyní můžete přejít na svůj web zadáním do adresního řádku: http: IP_RASPBERRY: 5000/.

Krok 12: Web

Při prvním otevření webu se zobrazí přihlašovací obrazovka. Na web můžete vstoupit, pokud jako uživatelské jméno použijete „Lander“a heslo „Test12“. Web je napsán v holandštině, pokud máte znalosti o vývoji webu, můžete jej přeložit.

Krok 13: Vložte vše do přílohy

Vezměte si bydlení a umístěte elektroniku tak, aby byla rovnoměrně rozložena. Budu používat svoji nově vyrobenou ptačí budku, návrh jsem zařadil níže. Jedná se o jednoduchý box s falešným dnem pro uložení Raspberry Pi.

Poznámka: Aby snímač vlhkosti fungoval správně, musí vždy existovat proud vzduchu. Jakmile jste s výsledkem spokojeni, můžete vše zavřít a meteorologická stanice je hotová. Nyní jej můžete umístit na libovolné místo a sbírat data o počasí.

Krok 14: Vaše meteorologická stanice funguje

Gratulujeme, váš Raspberry Pi je nyní plně funkční. Umístěte jej někam na otevřené místo a sbírejte data!