Osobní meteorolog: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Přemýšleli jste někdy o tom, zda nebo kdy váš meteorolog říká pravdu? Chcete diskrétní, levný a rychlý způsob, jak se stát svým vlastním meteorologem … a možná malým projektem? Už nehledejte! Toto zjednodušené zařízení bude sledovat povětrnostní podmínky z libovolného místa, které si přejete, a poskytne vám možnost sledovat toto počasí pouhým stisknutím tlačítka.

Tento projekt vám poskytne určitou praxi s Flaskem, Raspberry Pis, senzory GPIO a HTML! Stavba je nejen zábavná, ale má také spoustu užitečných funkcí. Váš meteorolog může být bez práce…

Zásoby

• Raspberry Pi 3
• Micro SD karta
• 1 hromadný drát
• 4 dráty od muže k muži
• 1 snímač DHT11
• 1 baterie

Pokud plánujete být svým vlastním spolehlivým meteorologem pro více míst, vynásobte všechny zásoby počtem zařízení, která budete potřebovat. Kód pro podporu více zařízení se však bude lišit. Pokud právě stavíte/testujete toto zařízení, není nutné mít následující … rozhodně by to ale bylo velmi užitečné.

• Monitor počítače
• Klávesnice USB
• Micro USB nabíjecí sada

Krok 1: Zapojení

S využitím Raspberry Pi musíme integrovat hlavní senzor do napájecího zdroje Raspberry Pi, aby mohl provádět potřebná měření. Hlavní senzor použitý v tomto projektu, na obrázku výše, zaznamenává teplotu a vlhkost okolního fyzického prostředí. Můžete použít prkénko nebo jiné montážní zařízení, na které umístíte tento senzor a protáhnete naše vodiče nebo jej jednoduše připojíte pomocí vodičů žena-žena přímo k pinům na zařízení Raspberry Pi.

Podle schématu zapojení uvedeného výše správně připojte snímač k Raspberry Pi. Mějte na paměti, že je zapotřebí napájecí zdroj, baterie nebo blízkost elektrické zásuvky.

Krok 2: Nastavení

Gratulujeme, váš hardware byl sestaven!

Nyní začneme pracovat přímo s Raspberry Pi a softwarem projektu. Všechno následující lze provést na Raspberry Pi pomocí klávesnice a monitoru nebo pomocí SSH. Následující knihovny jsou nezbytné k zajištění toho, aby na vašem Raspberry Pi mohl být spuštěn veškerý software. Pomocí příkazu „pip install“umožníte softwaru později používat následující knihovny:

• žádosti
• RPi. GPIO
• baňka
• flask_restful
• flask_wtf
• wtforms

Během instalace těchto knihoven se počasí může několikrát změnit … buďte trpěliví, jste tak blízko k odemčení svých meteorologických schopností!

Nyní, když jste nainstalovali všechny své knihovny, pojďme se seznámit s Flaskem, odlehčeným frameworkem, který umožňuje jednoduchou komunikaci mezi uzly v prostředí našeho projektu. V tomto projektu se Raspberry Pi stává serverem. S Flaskem se můžete pohodlně seznámit pomocí jednoduchého příkladu aplikace zde.

Krok 3: Kód a běh

Nyní, když jste shromáždili knihovny hardwaru a softwaru, jste připraveni začít vytvářet soubory projektu.

Server: V tomto projektu funguje jako server Raspberry Pi, který je připojen k senzoru. Server čeká, až uživatel dokončí požadavek na teplotu, vlhkost nebo graf. Vytvořili jsme šablony HTML, které jsou nakonfigurovány tak, aby správně reagovaly na požadavek aplikace na teplotu, vlhkost, graf nebo jakoukoli kombinaci těchto tří (viz složka šablony). To znamená, že pokud uživatel chce pouze teplotu, neuvidí nic jiného než vlhkost, než je možnost formuláře pro získání vlhkosti. Jakmile je vytvořen příspěvek, server shromáždí informace z příspěvku a provede akci, kterou uživatel požadoval. Senzor DHT získá naměřené hodnoty, které jsou poté uloženy a předány jako slovníkový argument s novým html formulářem, který vykreslujeme. Server také tyto hodnoty ukládá, aby na požádání uživatele vytvořil graf předchozích čtení.

Aplikace: Aplikace odesílá požadavky HTTP na server Flask k načtení a vykreslení teploty, vlhkosti a vizuální reprezentace teploty a vlhkosti posledních dvaceti čtyř požadavků nastavených z formuláře na žádost uživatele. Aplikace používá formulář baňky, který má pro každé tři logická vstupní pole. Uživatel může zaškrtnout políčko pro libovolnou kombinaci tří polí, která chce vidět. Nemohou ovládat nic jiného než ano/ne, chtějí tyto informace vidět. Vytvořili jsme jedinečný html soubor, který používáme k vykreslení v závislosti na požadavku uživatele. To se provádí tak, že pouze údaje, které ukazují, jsou ty, které požaduje uživatel. Nechceme, aby uživatel požadoval teplotu a nechal ho nahlédnout do prázdné šablony vlhkosti nebo prázdného grafu.

Krok 4: Testování

Zařízení běží prostřednictvím souboru: mainsense.py. Což přináší soubor formSense.py, který obsahuje naši třídu Flask Form, kterou aplikace používá. Server nejprve vykreslí „sense.html“a poté čeká, až uživatel podá žádost. mainsense.py pak čeká na získání naměřených hodnot ze senzoru v okamžiku, kdy požadavek GET od aplikace požaduje teplotu nebo vlhkost a uloží předchozích 24 naměřených hodnot od uživatelů. K dispozici je také možnost grafu, kterou si uživatel může vybrat, které grafy provede předchozí odečty, maximálně 24, vytvořené uživatelem. Můžete také vidět, že html zahrnuje pouze možnosti formuláře, které může uživatel použít k zadání dalšího požadavku, a hodnoty, které uživatel požadoval.

Poté byste měli být schopni přejít na správný URI/IP a nastavit správnou komunikační linku mezi vaší aplikací a serverem. Měli byste zkusit odeslat několik testovacích požadavků GET a zajistit, aby senzor správně reagoval pomocí správných údajů z vašeho senzoru. Pak, pokud váš program správně sleduje počasí v danou hodinu, jsme oficiálně připraveni odstranit kabel - to znamená, že jste se drželi kanálu počasí!

Krok 5: Montáž

Montáž zařízení je docela samozřejmá. V zásadě stačí zajistit, aby bylo zařízení připojeno k baterii nebo k elektrické zásuvce, a pomocí příkazových lišt zajistit zařízení na požadovaném místě a sledovat tak počasí.

Poznámka: zařízení musí být umístěno se senzorem v bezpečí před prudkými povětrnostními podmínkami ve vaší lokalitě. Jakmile je toto dokončeno, měli byste být schopni SSH do zařízení a spustit server. Otevřete web a vězte, že získáte nejaktuálnější měření počasí z místa, kde byl umístěn váš server Raspberry Pi.