Estació meteorològica completa de Raspberry Pi: 14 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola a tothom, Aquest és el meu primer instructible. En aquest tutorial us guiaré a fer una estació meteorològica Raspberry Pi amb la seva pròpia base de dades i lloc web. Vaig fer aquesta estació meteorològica en el context d’una tasca escolar, em vaig inspirar a Instructables. L'estació meteorològica pot mesurar la temperatura, la humitat, la pressió baromètrica, la velocitat del vent i el nivell de llum en percentatge. Totes les mostres que recopila el Raspberry Pi s’emmagatzemaran dins d’un servidor MySQL al propi Pi i es mostraran en un servidor web.

Pas 1: reuniu els vostres materials

Els materials d’aquesta estació són molt senzills. Necessitareu tots els materials, sensor i carcassa adequats.

Materials

Raspberry Pi

El tipus no importa molt, fins i tot podeu utilitzar el Raspberry Pi Zero W, però assegureu-vos de no fer la primera revisió perquè necessitareu una connexió de xarxa per al servidor web. En aquest instructiu faré servir el Raspberry Pi 3.

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

Alguns cables de pont

Necessitareu uns cables per connectar tots els sensors i xips amb el vostre Raspberry Pi. Hi ha tres tipus de cables jumper: el mascle a la femella, el mascle a l’home i la femella a la femella. Necessitareu al voltant de 15 dels tipus masculí a femení i masculí a masculí. Sigui com sigui, no estaria malament aconseguir-los tots tres.

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

Taula de pa

Fer electrònica sense taulers és difícil. Si teniu previst fer més electrònica de bricolatge, sempre us serà útil.

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

Sensors

Temperatura i humitat: Grove Temp & Hum v1.0

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

Pressió baromètrica: Grove - Sensor de baròmetre BMP280 (aquest sensor també capta la temperatura)

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

Velocitat del vent: mòdul de sensor d'infrarojos (FC-03) LM393

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

Llum: sensor de llum Grove (nota: es tracta d’un sensor analògic, és necessàriament un convertidor analògic a digital, com ara un MCP3008)

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

Habitatge

L’habitatge és una part molt important del vostre projecte. Aquí col·locareu tota la vostra electrònica i sensors. L’habitatge no necessita ser bonic, però segur que sí. En aquest instructiu faré una caseta per a ocells amb un compartiment a la part inferior on puc guardar el meu Raspberry Pi.

Sempre podeu triar per un allotjament menys laboriós, com ara una caixa electrònica blanca. L'única condició és que hi hagi forats de ventilació perquè el vent i l'aire puguin passar per davant dels sensors, en cas contrari no obtindreu mostres precises.

Pas 2: connecteu tot el component

Un cop tingueu tots els components, podeu començar configurant la prova. Aquí connectareu tota la vostra electrònica al vostre Raspberry Pi. Podeu trobar l’esquema de Fritzing als fitxers. Quan es facin totes les connexions, podeu començar configurant el vostre Raspberry Pi.

Pas 3: configureu Raspberry Pi

Si és la primera vegada que treballeu amb un Raspberry Pi, us recomano que visiteu el lloc web raspberrypi.org, que té algunes bones documentacions i tutorials per a principiants.

www.raspberrypi.org

Assegureu-vos que esteu executant la versió més recent de Debian. Podeu actualitzar escrivint al terminal de Raspberry Pi o en una sessió SSH:

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

Pas 4: instal·leu SPI i I2C

Un cop hàgiu actualitzat completament, haurem d’editar algunes configuracions al nostre Raspberry Pi. Tots els diferents sensors, excepte el sensor de llum i el sensor de velocitat infrarojos, utilitzen el protocol I2C. Si voleu utilitzar aquest protocol juntament amb la interfície SPI, l'haureu d'activar a la configuració del Raspberry Pi. Podeu configurar la interfície SPI i I2C seguint aquestes ordres.

sudo raspi-config

Activeu SPI i I2C. A continuació, reinicieu amb:

sudo reiniciar

Un cop reiniciat, comprovarem si "dtparam = spi = on" i "dtsparam = i2C_arm = on" es troba dins del fitxer / boot / config. Quan hagueu trobat aquestes línies, haureu de descomentar-les.

sudo nano /boot/config.txt

Sortiu de l'editor amb ctrl + x i deseu.

Ara instal·larem les diferents biblioteques per controlar els sensors.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Pas 5: instal·leu MySQL

Un cop hàgiu configurat els conceptes bàsics del Raspberry Pi, com ara connectar-vos a Internet i actualitzar el programari. Podem començar a configurar el nostre sistema de bases de dades on emmagatzemarem totes les nostres dades meteorològiques. Utilitzarem MySQL. Es tracta d’un sistema de base de dades fàcil d’utilitzar on podem connectar diverses taules entre si mitjançant relacions. Per instal·lar el tipus MySQL al terminal:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Durant la instal·lació se us demanarà que empleneu una contrasenya per a l'usuari root. Més endavant necessitareu aquesta contrasenya. Un cop instal·lats aquests paquets, podeu comprovar l'estat del vostre servidor MySQL escrivint:

mysql -uroot -p

estat

Pas 6: Execució de l'script de base de dades

Un cop el servidor MySQL estigui funcionant, podem executar l'script de la base de dades. Aquest script crearà un model amb diferents taules. Aquí emmagatzemarem tota la data que captura el sensor i tots els diferents paràmetres que utilitza el lloc web.

Per executar un script MySQL des del Pi, primer hem de copiar-lo al Raspberry Pi. FileZilla és una gran manera de copiar fitxers entre el vostre PC i el vostre Pi. Aquí teniu una fantàstica guia per fer-ho.

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

Un cop l'script estigui al vostre Pi, podeu executar-lo escrivint al terminal:

mysql -uroot -p

font /path/to/script.sql

Pas 7: Instal·lació del connector MySQL per a Python3

Volem connectar la nostra base de dades al servidor web que funciona amb Python3. Per instal·lar aquest connector, executeu aquesta ordre.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Pas 8: instal·leu Flask

El servidor web utilitza Flask. Aquest microframe és altament personalitzable i fàcil d’utilitzar. Perfecte per a la nostra estació meteorològica. Per instal·lar el matràs, escriviu aquesta ordre en una finestra del terminal.

sudo apt-get install python3-flask

Pas 9: copieu el servidor web al vostre Raspberry Pi

Ara tots els paquets estan instal·lats i tot està configurat. Ara podem copiar el codi des de GitHub. Hi ha dues maneres d’obtenir el codi al vostre Raspberry Pi: podeu descarregar el fitxer zip mestre i copiar-lo al vostre Pi amb FileZilla o podeu clonar el dipòsit directament al vostre Raspberry Pi. Per clonar el dipòsit, escriviu aquestes ordres al vostre Pi.

cd / path / you / like /

git clone

Ara hauríeu de tenir un nou directori anomenat WeatherStation. Podeu comprovar-ho amb la següent instrucció:

ls

Pas 10: Editeu la classe de base de dades

Tot el codi es troba ara al vostre Raspberry Pi. Abans de poder provar, hem de configurar el connector MySQL. Els paràmetres del connector s’emmagatzemen dins del directori acabat de fer. Per anar al fitxer, hem de canviar el nostre directori actual. Un cop localitzat el fitxer, inserirem la contrasenya de root del nostre servidor MySQL dins del fitxer. Podeu fer-ho seguint aquestes ordres.

cd WeatherStation / Flask / Base de dades /

nano pswd.py

Ara podeu editar el fitxer. Substituïu "your_password" per la vostra contrasenya root de MySQL. Ara estem preparats per provar el codi.

Pas 11: proves

Ara que tot està instal·lat i connectat, podem començar a provar. Aneu al directori Flask i escriviu l'ordre:

python3 Flask.py

Tot hauria de començar. Ara podeu anar al vostre lloc web escrivint a la barra d’adreces: http: IP_RASPBERRY: 5000 /.

Pas 12: el lloc web

Quan obriu el lloc per primera vegada, veureu una pantalla d'inici de sessió. Podeu entrar al lloc si utilitzeu com a nom d'usuari "Lander" i contrasenya "Test12". El lloc web està escrit en neerlandès, podeu traduir el lloc web si teniu coneixement del desenvolupament web.

Pas 13: poseu-ho tot al recinte

Agafeu la carcassa i col·loqueu l'electrònica de manera que quedi uniformement separada. Utilitzaré la casa dels ocells acabada de fer, he inclòs el disseny a continuació. És una caixa senzilla amb un fons fals per emmagatzemar el Raspberry Pi.

Nota: sempre ha d’haver un flux d’aire perquè el sensor d’humitat funcioni correctament. Un cop esteu satisfets del resultat, podeu tancar-ho tot i l'estació meteorològica s'ha acabat. Ara podeu col·locar-lo a qualsevol lloc que vulgueu i recollir les dades meteorològiques.

Pas 14: la vostra estació meteorològica funciona

Enhorabona, el vostre Raspberry Pi ara és completament funcional. Col·loqueu-lo en algun lloc al descobert i recopileu les dades.