Пълна метеорологична станция Raspberry Pi: 14 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Здравейте всички, Това е първият ми Instructable! В този урок ще ви насоча да направите метеорологична станция Raspberry Pi със собствена база данни и уебсайт. Направих тази метеорологична станция в контекста на училищна задача, вдъхнових се от Instructables. Метеорологичната станция може да измерва в проценти температура, влажност, барометрично налягане, скорост на вятъра и нивото на светлината. Всички проби, които Raspberry Pi събира, ще бъдат складирани в MySQL сървър на самия Pi и ще бъдат показани на уеб сървър!

Стъпка 1: Съберете вашите материали

Материалите на тази станция са много прости. Ще ви трябват всички подходящи материали, сензор и корпус.

Материали

Малина Пи

Типът няма голямо значение, можете дори да използвате Raspberry Pi Zero W, но внимавайте да не правите първата ревизия, защото ще ви е необходима мрежова връзка за уеб сървъра. В тази инструкция ще използвам Raspberry Pi 3.

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

Някои джъмперни кабели

Ще ви трябват някои кабели, за да свържете всички сензори и чип с вашия Raspberry Pi. Има три вида джъмпер кабели: мъжки към женски, мъжки към мъжки и женски към женски. Ще ви трябват около 15 от мъжки към женски и мъжки към мъжки тип. Така или иначе няма да навреди да вземете и трите.

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

Платка

Правенето на електроника без макет е тромаво. Ако планирате да правите повече DIY електроника, това винаги ще ви бъде полезно.

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

Сензори

Температура и влажност: Grove Temp & Hum v1.0

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

Барометрично налягане: Grove - сензор за барометър BMP280 (този сензор улавя и температурата)

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

Скорост на вятъра: Инфрачервен сензорен модул (FC-03) LM393

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

Светлина: Сензор за светлина на Grove (забележка: това е аналогов сензор, аналогово -цифров преобразувател като MCP3008 е задължително)

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

Жилища

Жилищата са много важна част от вашия проект. Тук ще поставите цялата си електроника и сензори. Не е необходимо жилището да е красиво, но със сигурност може да бъде. В тази инструкция ще направя къщичка за птици с отделение на дъното, където мога да съхранявам Raspberry Pi.

Винаги можете да изберете за по -малко трудоемко жилище като бяла кутия с електроника. Единственото условие е да има вентилационни отвори, така че вятърът и въздухът да могат да проникнат покрай сензорите, в противен случай няма да получите точни проби.

Стъпка 2: Свържете всички компоненти

След като разполагате с всичките си компоненти, можете да започнете, като направите тестова настройка. Тук свързвате цялата си електроника към вашия Raspberry Pi. Можете да намерите схемата на Fritzing във файловете. Когато всички връзки са направени, можете да започнете, като настроите вашия Raspberry Pi.

Стъпка 3: Настройка на Raspberry Pi

Ако за първи път работите с Raspberry Pi, горещо ви препоръчвам да посетите уебсайта raspberrypi.org, той има някои страхотни документации и уроци за начинаещи.

www.raspberrypi.org

Уверете се, че използвате най -новата версия на Debian. Можете да надстроите, като въведете терминала в Raspberry Pi или в SSH сесия:

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

Стъпка 4: Инсталирайте SPI и I2C

След като сте напълно надстроени, ще трябва да редактираме някои конфигурации на нашия Raspberry Pi. Всички различни сензори, освен сензора за светлина и инфрачервения сензор за скорост, използват протокола I2C. Ако искате да използвате този протокол заедно със SPI интерфейса, ще трябва да го активирате в настройките на Raspberry Pi. Можете да настроите SPI и I2C интерфейса, като следвате тези команди.

sudo raspi-config

Активирайте SPI и I2C. След това рестартирайте, като използвате:

sudo рестартиране

След като рестартираме, ще проверим дали „dtparam = spi = on“и „dtsparam = i2C_arm = on“е вътре в /boot /config файла. Когато намерите тези редове, ще трябва да ги декомментирате.

sudo nano /boot/config.txt

Излезте от редактора с помощта на ctrl + x и запишете.

Сега ще инсталираме различните библиотеки за управление на сензорите.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Стъпка 5: Инсталирайте MySQL

След като сте настроили основите на Raspberry Pi, като например свързване към интернет и актуализиране на софтуера. Можем да започнем да настройваме нашата база данни, където ще съхраняваме всички наши метеорологични данни. Ще използваме MySQL. Това е лесна за използване система за бази данни, където можем да свързваме множество таблици помежду си, използвайки отношения. За да инсталирате MySQL тип в терминала:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

По време на инсталацията ще бъдете подканени да попълните парола за root потребителя. Тази парола ще ви е необходима по -късно. След като тези пакети са инсталирани, можете да проверите състоянието на вашия MySQL сървър, като въведете:

mysql -uroot -p

състояние

Стъпка 6: Изпълнение на скрипта на базата данни

След като MySQL сървърът работи, можем да стартираме скрипта на базата данни. Този скрипт ще създаде модел с различни таблици в него. Тук ще съхраняваме цялата дата, която сензорът улавя, и всички различни настройки, които уебсайтът използва.

За да стартираме MySQL скрипт от Pi, първо трябва да копираме скрипта в Raspberry Pi. FileZilla е чудесен начин за копиране на файлове между вашия компютър и вашия Pi. Ето едно страхотно ръководство как да направите това.

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

След като скриптът е на вашия Pi, можете да го стартирате, като въведете в терминала:

mysql -uroot -p

източник /path/to/script.sql

Стъпка 7: Инсталиране на MySQL конектора за Python3

Искаме да свържем нашата база данни с уеб сървъра, който работи на Python3. За да инсталирате този конектор, изпълнете тази команда.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Стъпка 8: Инсталирайте Flask

Уеб сървърът използва Flask. Тази микрорамка е много персонализирана и лесна за използване. Перфектен за нашата метеорологична станция. За да инсталирате колба, въведете тази команда в терминален прозорец.

sudo apt-get инсталирайте python3-flask

Стъпка 9: Копирайте уеб сървъра на вашия Raspberry Pi

Всеки пакет вече е инсталиран и всичко е настроено. Сега можем да копираме кода от GitHub. Има два начина да получите кода на вашия Raspberry Pi: можете или да изтеглите главния zip файл и да го копирате на вашия Pi с FileZilla, или можете да клонирате хранилището директно на вашия Raspberry Pi. За да клонирате хранилището, въведете тези команди на вашия Pi.

cd/path/you/like/

git clone

Сега трябва да имате нова директория, наречена WeatherStation. Можете да проверите това със следната инструкция:

ls

Стъпка 10: Редактирайте класа на базата данни

Целият код вече е на вашия Raspberry Pi. Преди да можем да тестваме, трябва да конфигурираме MySQL-конектора. Настройките на конектора се съхраняват в новосъздадената директория. За да отидем до файла, трябва да променим текущата си директория. След като локализираме файла, ще вмъкнем нашата root парола на нашия MySQL сървър във файла. Можете да направите това, като следвате тези команди.

cd WeatherStation/Flask/Database/

nano pswd.py

Вече можете да редактирате файла. Заменете „your_password“с основната си парола за MySQL. Сега сме готови да тестваме кода.

Стъпка 11: Тестване

Сега, когато всичко най -накрая е инсталирано и свързано, можем да започнем тестването. Отидете в директорията Flask и въведете командата:

python3 Flask.py

Всичко трябва да започне. Сега можете да отидете на вашия уебсайт, като въведете в адресната си лента: http: IP_RASPBERRY: 5000/.

Стъпка 12: Уебсайтът

Когато отворите сайта за първи път, ще видите екран за вход. Можете да влезете в сайта, ако използвате като потребителско име „Lander“и парола „Test12“. Уебсайтът е написан на холандски, можете да го преведете, ако имате познания за уеб разработка.

Стъпка 13: Поставете всичко в кутията

Вземете корпуса си и поставете електрониката така, че да са равномерно раздалечени. Ще използвам моята новоизработена къщичка за птици, включих дизайна по -долу. Това е проста кутия с фалшиво дъно за съхранение на Raspberry Pi.

Забележка: За да работи правилно датчика за влажност, винаги трябва да има поток от въздух. След като сте доволни от резултата, можете да затворите всичко и метеорологичната станция е завършена. Вече можете да го поставите някъде, където искате, и да събирате метеорологичните данни.

Стъпка 14: Вашата метеорологична станция работи

Поздравления, вашият Raspberry Pi вече е напълно функционален. Поставете го някъде на открито и събирайте данните!