To'liq DIY Raspberry Pi ob -havo stantsiyasi dasturiy ta'minot bilan: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Fevral oyining oxirida men bu xabarni Raspberry Pi saytida ko'rdim.

www.raspberrypi.org/school-weather-station-…

Ular maktablar uchun Raspberry Pi ob -havo stantsiyalarini yaratdilar. Men umuman xohlardim! Ammo o'sha paytda (va men hali ham buni yozganimga qaramay) ular hamma uchun ochiq emas (siz tanlangan sinov guruhida bo'lishingiz kerak). Xo'sh, men xohlagan edim va o'zimni uchinchi tomon tizimi uchun yuzlab dollar to'lashni xohlamadim.

Shunday qilib, yaxshi Instructable foydalanuvchisi kabi, men o'zimni yaratishga qaror qildim !!!

Men ozgina tadqiqot olib bordim va o'zimga asos bo'ladigan yaxshi savdo tizimlarini topdim. Men Sensor yoki Raspberry PI tushunchalariga yordam beradigan yaxshi ko'rsatmalarni topdim. Men hatto axloqsizlik to'lanadigan bu saytni topdim, ular mavjud Maplin tizimini buzib tashlashdi:

www.philpot.me/weatherinsider.html

Taxminan bir oy oldinga siljiting va menda asosiy ishchi tizim bor. Bu Raspberry Pi to'liq ob -havo tizimi bo'lib, u faqat Raspberry Pi -ning asosiy apparati, kamerasi va ba'zi analog va raqamli sensorlar yordamida o'lchovlarimizni amalga oshiradi. Oldindan tayyorlangan anemometrlarni yoki yomg'ir o'lchagichlarni sotib olmaysiz, biz o'zimiz ishlab chiqaramiz! Mana uning xususiyatlari:

• Ma'lumotni RRD va CSV -ga yozib oladi, shuning uchun ularni manipulyatsiya qilish yoki boshqa formatlarga eksport qilish/import qilish mumkin.
• Tarixiy balandliklar va pastliklar, oy fazalari va quyosh chiqishi/botishi kabi ajoyib ma'lumotlarni olish uchun Weather Underground API -dan foydalanadi.
• Raspberry Pi kamerasidan bir daqiqada bir marta suratga olish uchun foydalaniladi (keyin ularni vaqt jadvalini tuzish uchun ishlatishingiz mumkin).
• Joriy shartlar va ba'zi tarixiy ma'lumotlarni (oxirgi soat, kun, 7 kun, oy, yil) aks ettiruvchi veb -sahifalarga ega. Veb -sayt mavzusi kunning vaqtiga qarab o'zgaradi (4 variant: quyosh chiqishi, quyosh botishi, kunduzi va kechasi).

Ma'lumotni yozish va ko'rsatish uchun barcha dasturlar Github -da, men hatto xatolarni kuzatishni ham, u erda xususiyat so'rovlarini ham bajarganman:

github.com/kmkingsbury/raspberrypi-weather…

Bu loyiha men uchun katta tajriba bo'ldi, men Raspberry Pi -ning imkoniyatlarini chuqur o'rganib chiqishim kerak edi, ayniqsa GPIO bilan, va men ham ba'zi og'riqli nuqtalarni urdim. Umid qilamanki, siz, o'quvchi, mening ba'zi sinov va qiyinchiliklarimdan saboq olasiz.

1 -qadam: materiallar

Elektronika:

• 9 ta qamish kalitlari (shamol yo'nalishi uchun 8 ta, yomg'ir o'lchagich uchun 1 ta, ixtiyoriy ravishda Hall sensori o'rniga shamol tezligi uchun 1 ta), men ulardan foydalandim:
• 1 Hall sensori (shamol tezligi uchun, anemometr deb ataladi) -
• Harorat (https://amzn.to/2RIHf6H)
• Namlik (ko'p namlik sensori harorat sensori bilan birga keladi), men DHT11dan foydalandim:
• Bosim. //amzn.to/2E8nmhi)
• Fotoresistor (https://amzn.to/2seQFwd)
• GPS chip yoki USB GPS (https://amzn.to/36tZZv3).
• 4 ta kuchli magnit (2 ta anemometr uchun, 1 ta yo'nalish uchun, 1 ta yomg'ir o'lchagich uchun), men nodir tuproq magnitlaridan foydalanardim, tavsiya etiladi) (https://amzn.to/2LHBoKZ).
• Bir nechta assortimentli rezistorlar, menda vaqt o'tishi bilan juda qulay bo'lgan to'plam bor:

• MCP3008 - Raspberry Pi uchun analogni raqamli kirishga aylantirish uchun -

Uskuna

• Raspberry Pi - Men dastlab 2 -ni simsiz adapter bilan ishlatardim, endi quvvat adapteri bilan 3 B+ to'plamini oling. (https://amzn.to/2P76Mop)
• Pi Kamera
• 5V quvvat adapteri /501)

Materiallar:

• 2 ta tortuvchi rulmanlar (yoki skeytbord yoki rulmanli rulmanlar ham ishlaydi), men ularni Amazonda oldim:
• 2 Suv o'tkazmaydigan korpuslar (men mahalliy katta qutilar do'konidan elektr korpusidan foydalandim), unchalik muhim emas, faqat etarli joyga ega bo'ladigan va hamma narsani himoya qiladigan yaxshi o'lchamdagi korpusni topish kerak).
• Ba'zi PVX quvurlari va so'nggi qopqoqlari (har xil o'lchamdagi).
• PVX o'rnatish qavslari
• Yupqa pleksiglasdan yasalgan er -xotin choyshablar (xayoliy narsa emas).
• plastik qarama -qarshiliklar
• mini vintlardek (men 4 -sonli bolt va yong'oqlardan foydalandim).
• 2 Rojdestvo daraxti plastik bezaklari - anemometr uchun ishlatilgan, men o'zimning sevimli mashg'ulotlarim lobbisidan olganman.
• Kichik dübel
• Kontrplakning kichik qismi.

Asboblar:

• Dremel
• Yelimli qurol
• Lehimlash temir
• Multimetr
• Matkap

2 -qadam: Asosiy korpus - Pi, GPS, kamera, yorug'lik

Asosiy korpusda PI, kamera, GPS va yorug'lik sensori joylashgan. U suv o'tkazmaydigan qilib yaratilgan, chunki u barcha muhim komponentlarni o'z ichiga oladi, o'lchovlar masofaviy korpusdan olinadi va elementlarga ochiq/ochiq bo'lishi uchun mo'ljallangan.

Qadamlar:

Men korpusni tanlang, men elektr uzatish qutisini ishlatardim, turli xil loyiha qutilari va suv o'tkazmaydigan qutilar ham ishlaydi. Asosiy nuqta shundaki, u hamma narsani saqlash uchun etarli joyga ega.

Mening muhofazam quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Malinali pi (tanaffusda) - WIFI chipi kerak, Cat5e -ni orqa hovliga ishlatishni xohlamang!
• Kamera (shuningdek, tanaffusda)
• USB orqali ulangan GPS chipi (Sparkfun FTDI kabeli yordamida: https://www.sparkfun.com/products/9718) - GPS kenglik va uzunlikni beradi, bu juda yaxshi, lekin eng muhimi, men aniq vaqtni aniqlay olaman. GPS!
• Asosiy muhofazani boshqa datchiklar joylashgan boshqa korpusga ulash uchun ikkita chekilgan/mushuk 5 uyasi. Bu ikkita quti o'rtasida kabel o'tkazishning qulay usuli edi, menda taxminan 12 ta sim bor va ikkita cat5 16 ta ulanishni ta'minlaydi, shuning uchun atrofdagi narsalarni kengaytirish/o'zgartirish uchun joyim bor.

Mening xonamning old tomonida kamera ko'rinadigan deraza bor. Bu oynadagi quti kamerani himoya qiladi, lekin menda kamerada qizil svetofor (rasmga tushganda) pleksiglasni aks ettiruvchi va fotosuratda ko'rsatiladigan muammolar bor edi. Men buni yumshatish uchun qora tasma ishlatardim va uni blokirovka qilishga harakat qildim (va boshqa LED va Pi va GPS), lekin bu hali 100% emas.

3 -qadam: Harorat, namlik va bosim uchun "masofaviy korpus"

Bu erda men harorat, namlik va bosim sezgichlarini, shuningdek, yomg'ir o'lchagich, shamol yo'nalishi va shamol tezligi sensorlaridagi "ilgaklar" ni saqladim.

Hammasi juda oddiy, bu erda pinlar Ethernet kabellari orqali Raspberry Pi -dagi kerakli pinlarga ulanadi.

Men raqamli datchiklardan foydalanishga harakat qildim, keyin MCP 3008 -ga har qanday analog qo'shilsa, u 8 ta analogni oladi, bu mening ehtiyojlarim uchun etarli edi, lekin takomillashtirish / kengaytirish uchun joy beradi.

Bu korpus havoga ochiq (aniq harorat, namlik va bosim bo'lishi kerak). Pastki teshiklari chiqib ketgan, shuning uchun men ba'zi sxemalarga silikon konformal qoplama purkagichini berdim (siz uni Internetdan yoki Fry's Electronics kabi joydan olishingiz mumkin). Umid qilamanki, u metallni har qanday namlikdan himoya qilishi kerak, lekin ehtiyot bo'lish va uni ba'zi datchiklarda ishlatmaslik kerak.

Korpusning yuqori qismi shamol tezligi sensori mos keladigan joy. Bu tepish edi, men shamol tezligini yoki shamol yo'nalishini tepaga qo'ygan bo'lardim, birining boshqasidan ustunligini ko'rmadim. Umuman olganda, ikkala datchik (shamol va tezlik) etarlicha baland bo'lishini xohlaysiz, bu erda binolar, to'siqlar, to'siqlar o'lchovlarga xalaqit bermaydi.

4 -qadam: Yomg'ir o'lchagich

Haqiqiy o'lchagichni yaratish uchun men asosan ko'rsatmalarga amal qildim:

www.instructables.com/id/Arduino-Weather-St…

Men buni pleksiglasdan yasadim, shunda nima bo'layotganini ko'rishim mumkin edi va men buni yaxshi bo'lardi deb o'yladim. Umuman olganda, pleksiglas yaxshi ishladi, lekin Gluegun, rezina plomba va umumiy kesish va burg'ulash bilan birlashtirilgan bo'lsa ham, himoya plyonkasi bilan ham o'zgacha ko'rinishda qolmaydi.

Asosiy fikrlar:

• Sensor - bu oddiy qamish kaliti va magnit, RaspberryPi kodidagi tugmani bosish kabi ishlov beriladi, men chelaklarni vaqt o'tishi bilan hisoblayman va keyin "dyuymli yomg'ir" ga aylantiraman.
• U suvni ushlab turish uchun etarlicha katta qilib qo'ying, lekin u shunchalik ko'p emaski, uni chayqash uchun ko'p narsa kerak bo'ladi. Mening birinchi pasim, men har bir tovoqni etarlicha katta qilmadim, shunda u to'kilmasdan oldin chetidan to'kib tashlana boshladi.
• Bundan tashqari, qoldiq suv o'lchovga ba'zi xatolar qo'shishi mumkinligini aniqladim. Ya'ni, to'liq qurigandan so'ng, uning yon tomonini to'ldirish uchun X tomchi kerak edi, nam bo'lgandan keyin uni to'ldirish va tushirish uchun Y tomchisi (X dan kam) kerak edi. Bu unchalik katta emas, lekin kalibrlash va "1 yuk qanchalik ko'p" o'lchovini olishda ta'sir ko'rsatdi.
• Muvozanatni saqlang, agar siz bir tomoni boshqa tomondan og'irroq bo'lsa, pastki uchiga yopishtiruvchi yopishtiruvchi qo'shib aldashingiz mumkin, lekin sizga iloji boricha muvozanatli bo'lishi kerak.
• Siz fotosuratda siz gubkalar va yog'och ushlagich yordamida o'rnatish va o'rnatishdan oldin uni to'g'ri muvozanatlash uchun ozgina sinov qurilmasini o'rnatganimni ko'rishingiz mumkin.

5 -qadam: Shamol yo'nalishi

Bu oddiy ob -havo kemasi edi. Men elektronikani Maplin tizimiga asosladim:

www.philpot.me/weatherinsider.html

Asosiy fikrlar:

Bu analog sensor. Har xil rezistorlar bilan birlashtirilgan sakkizta qamish kalitlari chiqindilarni bo'laklarga bo'linadi, shuning uchun men sensori qaysi koordinatada ekanligini aniqlay olaman. (Kontseptsiya bu yo'riqnomada keltirilgan:

• Vintli qismni burab qo'ygandan so'ng, uni "bu yo'nalish shimolga ishora qiladi" deb sozlashingiz kerak.
• Men yog'ochdan yasalgan sinov dastgohini yasadim, shunda men o'zim uchun qiymatlarning to'liq diapazonini qamrab oladigan rezistorlarni osongina o'chirib qo'yaman va bu juda foydali!
• Men surish rulmanidan foydalandim, u yaxshi ishladi, ishonchim komilki, oddiy skeytbord yoki rulonli rulman ham yaxshi bo'lardi.

6 -qadam: shamol tezligi

Men yana bir bor Instructable hamjamiyatiga murojaat qildim va quyidagi ko'rsatmalarni topdim va ularga amal qildim:

www.instructables.com/id/Data-Logging-Anemo…

Asosiy fikrlar:

• Siz zal sensoridan foydalanishingiz yoki qamish sensoriga o'tishingiz mumkin. Zal sensori analog sensorga o'xshaydi, shuning uchun agar siz uni raqamli usulda ishlatsangiz, masalan, tugmani bosish, o'qish/kuchlanish etarlicha yuqori ekanligiga ishonch hosil qilishingiz kerak, u etarli emas, balki haqiqiy tugmani bosish vazifasini bajaradi..
• Kubokning o'lchami hal qiluvchi, tayoqning uzunligi ham muhim! Dastlab men stol tennisi to'plarini ishlatardim va ular juda kichik edi. Men ularni uzun tayoqlarga qo'ydim, bu ham ishlamadi. Men juda xafa bo'ldim va keyin bu ko'rsatmaga duch keldim, Ptorelli juda yaxshi tushuntirdi va bu mening asl dizaynim ishlamaganida menga yordam berdi.

7 -qadam: dasturiy ta'minot

Sensorlardan ma'lumotlarni yozib olish uchun dasturiy ta'minot Python -da yozilgan. Sensorlardan va GPSdan ma'lumot olish uchun men Adafruit va boshqa uchinchi tomon Git kutubxonalaridan foydalandim. API ma'lumotlarining bir qismini tortib oladigan ba'zi cron ishlari ham mavjud. Ko'pchilik docs/install_notes.txt manzilidagi Git hujjatlarida tushuntirilgan/tasvirlangan

Veb -dastur PHP -da, uni veb -sahifada ko'rsatish uchun, shuningdek, konfiguratsiya fayllari uchun YAML va, albatta, ma'lumotlarni saqlash va chizish uchun RRD vositasi.

U sensorlar tortib ololmaydigan qiziqarli ma'lumotlarni olish uchun Weather Underground API -dan foydalanadi: "Hi's and Lows", "Oy fazasi", "Quyosh botishi" va "Sunrise" vaqtlarini yozib oling, shuningdek, API -da "Tides" mavjud, menimcha, bu juda toza, lekin men suvdan juda uzoqda joylashgan Ostinda yashayman.

Bularning barchasi Github -da mavjud va faol saqlanadi va hozirda o'z tizimimni yanada takomillashtirish va kalibrlashda foydalanilmoqda, shuning uchun siz funktsiya so'rovlari va xato hisobotlarini yuborishingiz mumkin.

Dastur kunning vaqtiga qarab mavzuni o'zgartiradi, 4 bosqichdan iborat. Agar hozirgi vaqt quyosh chiqishidan + yoki - 2 soat keyin bo'lsa, siz quyosh botishi va quyosh botishi mavzusini olasiz (hozirda boshqa fon, ehtimol men kelajakda har xil shrift/chegara ranglarini bajaraman). Xuddi shu diapazon tashqarisida kunduzi yoki kechasi mavzusi berilgan.

O'qiganingiz uchun tashakkur, agar siz mening loyihalarimning fotosuratlari va videolarini ko'proq ko'rishni xohlasangiz, mening Instagram va YouTube kanalimga qarang.

Pi/e kuni tanlovining uchinchi mukofoti