Hita ya Raspberry Pi ya Umande kwa Kamera ya Anga yote: Hatua 7

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

[Angalia hatua ya 7 kwa mabadiliko ya relay iliyotumiwa]

Huu ni uboreshaji wa kamera ya anga yote niliyoijenga kufuatia mwongozo bora wa Thomas Jaquin (Kamera ya Wingu Yote isiyo na waya) Tatizo la kawaida linalotokea kwa kamera za angani (na darubini pia) ni kwamba umande utabanana kwenye kuba ya kamera unapozidi kuwa baridi usiku, ambayo huficha mwonekano wa anga la usiku. Suluhisho ni kuongeza hita ya umande ambayo itawasha dome kuwa juu ya eneo la umande, au hali ya joto ambayo maji yatabana juu ya kuba.

Njia ya kawaida ya kufanya hivyo ni kukimbia sasa kupitia vipingamizi kadhaa, ambavyo vitawaka moto, na kuitumia kama chanzo cha joto. Katika kesi hii, kwa kuwa kamera tayari ina Raspberry Pi, nilitaka kutumia hiyo kudhibiti mzunguko wa kontena kupitia relay, kuwazima na kuzima kama inahitajika kudumisha hali ya joto ya kuba juu ya eneo la umande. Sensor ya joto iko kwenye kuba kwa udhibiti. Niliamua kuvuta hali ya hewa ya hali ya hewa na data ya unyevu kutoka kwa Huduma ya Hali ya Hewa ya Kitaifa kwa habari ya umande inayohitajika, badala ya kuongeza sensorer nyingine, na ninahitaji kupenya kwenye nyumba yangu ya kamera inayoweza kuvuja.

Raspberry Pi ina kichwa cha GPIO kinachoruhusu bodi za upanuzi kudhibiti vifaa vya mwili, lakini IO yenyewe haijaundwa kushughulikia mahitaji ya sasa ya mzunguko wa nguvu ya kupinga. Kwa hivyo vifaa vya ziada vinahitajika. Ninapanga kutumia relay kutenganisha mzunguko wa nguvu, kwa hivyo dereva wa relay IC inahitajika ili kuunganishwa na Pi. Ninahitaji pia sensorer ya joto kusoma joto ndani ya kuba, kwa hivyo analojia kwa kibadilishaji cha dijiti (ADC) inahitajika ili Pi iweze kusoma joto. Vipengele hivi vinapatikana kivyake, lakini unaweza pia kununua 'kofia' kwa Pi iliyo na vifaa hivi kwenye ubao ambao huziba tu kwenye GPIO ya Pi.

Nilikwenda na Pimoroni Explorer pHAT, ambayo ina anuwai nzima ya I / O, lakini kwa madhumuni yangu, ina pembejeo nne za analogi zilizo na 0-5V, na matokeo manne ya dijiti yanayofaa kwa upeanaji wa kuendesha.

Kwa sensorer ya joto la kuba, nilitumia TMP36, ambayo nilipenda kwa sababu ina mlinganisho rahisi wa laini kupata joto kutoka kwa usomaji wa voltage. Ninatumia vipima joto na RTD kwenye kazi yangu, lakini sio laini na kwa hivyo ni ngumu zaidi kutekeleza tangu mwanzo.

Nilitumia kitanda cha Adma cha Perma Proto Bonnet Mini kama bodi ya mzunguko kugeuza relay, block terminal, na wiring nyingine kwa, ambayo ni nzuri kwani ni saizi ya Pi, na ina mzunguko unaofaa kwa kile Pi inatoa.

Hayo ndiyo mambo makuu. Niliishia kupata kila kitu kutoka kwa Digikey, kwani wanaweka sehemu za Adafruit pamoja na sehemu zote za kawaida za mzunguko, kwa hivyo inafanya iwe rahisi kupata kila kitu mara moja. Hapa kuna kiunga cha gari la ununuzi na sehemu zote nilizoamuru:

www.digikey.com/short/z7c88f

Inajumuisha waya kadhaa za waya kwa waya za kuruka, ikiwa tayari unayo, hauitaji.

Vifaa

• Pimoroni Explorer pHAT
• Sensor ya joto ya TMP36
• Vipinga vya 150 Ohm 2W
• Kupitisha 1A 5VDC SPDT
• Screw terminal kuzuia
• Bodi ya mzunguko
• Waya
• kusimama kwa bodi ya mzunguko
• chuma na chuma

Orodha ya sehemu kwenye digikey:

www.digikey.com/short/z7c88f

Hatua ya 1: Vidokezo vya Nadharia ya Umeme

Ni muhimu kuhakikisha kuwa vifaa vilivyotumiwa ni saizi inayofaa kushughulikia nguvu na sasa wataona, vinginevyo unaweza kuwa na kutofaulu mapema, au hata moto!

Vipengele vikuu vya kuwa na wasiwasi juu ya kesi hii ni ukadiriaji wa sasa wa anwani za relay, na kiwango cha nguvu cha vipinga.

Kwa kuwa mzigo pekee katika mzunguko wetu wa nguvu ni vipinga, tunaweza tu kuhesabu jumla ya upinzani, kuweka hiyo kwenye sheria ya Ohm, na kuhesabu ya sasa katika mzunguko wetu.

Upinzani wa jumla wa vipinga sambamba: 1 / R_T = 1 / R_1 + 1 / R_2 + 1 / R_3 + 1 / R_N

Ikiwa upinzani wa mtu binafsi ni sawa, inaweza kupunguzwa hadi: R_T = R / N. Kwa hivyo kwa vipinga vinne sawa ni R_T = R / 4.

Ninatumia vipinzani vinne 150,, kwa hivyo upinzani wangu jumla kupitia hizo nne ni (150 Ω) /4=37.5 Ω.

Sheria ya Ohm ni Voltage tu = Upinzani wa sasa wa X (V = I × R). Tunaweza kupanga upya hiyo kuamua sasa kupata I = V / R. Ikiwa tutaunganisha voltage yetu kutoka kwa usambazaji wetu wa umeme na upinzani wetu, tunapata I = (12 V) / (37.5 Ω) = 0.32 A. Kwa hivyo hiyo inamaanisha kwa kiwango cha chini, relay yetu itahitaji kupimwa kwa 0.32 A. Kwa hivyo relay 1A tunayotumia ni zaidi ya mara 3 ya ukubwa unaohitajika, ambayo ni mengi.

Kwa wapinzani, tunahitaji kuamua kiwango cha nguvu kinachopitia kila moja. Usawa wa nguvu huja katika aina kadhaa (kupitia uingizwaji wa sheria ya Ohm), lakini kinachofaa zaidi kwetu ni P = E ^ 2 / R. Kwa kipinzani chetu cha kibinafsi, hii inakuwa P = (12V) ^ 2 / 150Ω = 0.96 W. Kwa hivyo tutataka angalau kipinga 1 cha watt, lakini 2 watt itatupa sababu ya usalama.

Nguvu ya jumla ya mzunguko ingekuwa tu 4 x 0.96 W, au 3.84 W (Unaweza pia kuweka upinzani kamili katika usawa wa nguvu na kupata matokeo sawa).

Ninaandika haya yote nje, kwa hivyo ikiwa unataka nguvu zaidi kuzalishwa (joto zaidi), unaweza kutumia nambari zako, na uhesabu vipinga vinavyohitajika, ukadiriaji wao, na ukadiriaji wa relay inahitajika.

Hapo awali nilijaribu kuendesha mzunguko na volts 5 kutoka kwa reli ya Raspberry Pi, lakini nguvu inayozalishwa kwa kila kontena ni P = (5V) ^ 2 / 150Ω = 0.166 W, kwa jumla ya 0.66 W, ambayo ilikuwa t kutosha kuzalisha zaidi ya digrii kadhaa za kuongezeka kwa joto.

Hatua ya 2: Hatua ya 1: Kufunga

Sawa, orodha ya sehemu za kutosha na nadharia, wacha tufike kwa muundo wa mzunguko na soldering!

Nimechora mzunguko kwenye Proto-Bonnet njia mbili tofauti, mara moja kama muundo wa wiring, na mara moja kama uwakilishi wa bodi. Kuna pia picha iliyowekwa alama ya bodi ya Pimoroni Explorer pHAT, inayoonyesha wiring ambayo huenda kati yake na Proto-Bonnet.

Kwenye Explorer pHAT, kichwa cha pini 40 kinachokuja nacho kinahitaji kuuzwa kwa bodi, huu ndio uhusiano kati yake na Raspberry Pi. Inakuja na kichwa cha terminal cha I / O, lakini sikuitumia, badala yake tu waya zilizouzwa moja kwa moja kwa bodi. Proto-Bonnet pia inajumuisha unganisho kwa kichwa, lakini haitumiki katika kesi hii.

Sensor ya joto imeunganishwa moja kwa moja na bodi ya Explorer pHAT kwa kutumia waya ili kufanya tofauti kati ya eneo la Raspberry Pi na ndani ya Dome ya Kamera ambayo iko.

Screw Terminal block na Relay ya kudhibiti ni vitu viwili ambavyo vinauzwa kwa bodi ya Proto-Bonnet, kwa skimu zinaitwa T1, T2, T3 (kwa vituo vitatu vya screw), na CR1 kwa relay.

Vipinga vimeuzwa kwa risasi ambazo pia hutoka kwa Raspberry Pi hadi Dome ya Kamera, zinaunganisha kwenye Proto-Bonnet kupitia vituo vya screw huko T1 na T3. Nilisahau kupiga picha ya mkutano kabla ya kuweka kamera nyuma ya paa langu, lakini nilijaribu kuweka vipinga sawasawa karibu na kuba, na waya mbili tu zikirudi kwenye Proto-Bonnet. Ingiza dome kupitia mashimo kwenye pande tofauti za bomba, na sensorer ya joto inaingia kupitia shimo la tatu, sawasawa ikiwa kati ya vipinga mbili karibu na ukingo wa kuba.

Hatua ya 3: Hatua ya 2: Mkutano

Mara tu ikiwa imeuzwa pamoja, unaweza kuiweka kwenye kamera yako ya anga yote. Panda Explorer pHAT kwenye Rasperry Pi, ukisukuma kwenye kichwa cha pini 40, na kisha Proto-Bonnet imewekwa karibu nayo juu ya Pi kwa kutumia machafuko. Chaguo jingine lingetumia kusimama juu ya Kivinjari, lakini kwa kuwa nilikuwa nikitumia kizuizi cha Bomba la ABS, ilifanya Pi kuwa kubwa sana kutoshea zaidi.

Njia ya sensorer ya joto juu ya kiambatisho kwenye eneo lake, na usakinishe waya wa kontena pia. Kisha waya waya kwenye block ya terminal kwenye bodi ya proto.

Endelea kwenye programu!

Hatua ya 4: Hatua ya 3: Inapakia Maktaba ya Explorer PHAT, na Programu ya Mtihani

Kabla tunaweza kutumia Explorer pHAT, tunahitaji kuipakia maktaba kutoka Pimoroni ili Pi iweze kuwasiliana nayo.

Kwenye Raspberry Pi yako, fungua kituo na uingie:

curl https://get.pimoroni.com/explorerhat | bash

Andika 'y' au 'n' kama inafaa kumaliza usakinishaji.

Ifuatayo, tutataka kuendesha programu rahisi ya kujaribu pembejeo na matokeo, ili kuhakikisha wiring yetu ni sahihi. DewHeater_TestProg.py iliyoambatanishwa ni hati ya chatu inayoonyesha joto, na inazima tena na kuzima kila sekunde mbili.

muda wa kuagiza

kuagiza kuchelewa kwa mtafiti = 2 wakati Kweli: T1 = explorerhat.analog.one.read () tempC = ((T1 * 1000) -500) / 10 tempF = tempC * 1.8 +32 print ('{0: 5.3f} volts, {1: 5.3f} degC, {2: 5.2f} deg F'.format (round (T1, 3), round (tempC, 3), round (tempF, 3))) V1 = explorerhat.output.two. on () chapisha ('Relay on') wakati. lala (kuchelewesha) V1 = explorerhat.output.two.off () chapisha ('Relay off') wakati. kulala (kuchelewesha)

Unaweza kufungua faili kwenye Risiberi yako, (kwenye yangu ilifunguliwa huko Thonny, lakini kuna wahariri wengine wa Python huko nje pia), na kisha uiendeshe, na inapaswa kuanza kuonyesha joto, na utasikia relay kubonyeza na kuzima! Ikiwa sivyo, fanya wiring na nyaya zako.

Hatua ya 5: Hatua ya 4: Kupakia Programu ya Hita ya Umande

Hapa kuna programu kamili ya hita ya umande. Inafanya mambo kadhaa:

• Inavuta joto la nje la nje na eneo la umande kutoka eneo la Huduma ya Hali ya Hewa kila baada ya dakika tano. Ikiwa haipati data, inaweka joto la awali na inajaribu tena kwa dakika nyingine tano.

  • Maombi ya NWS kwamba habari ya mawasiliano itajumuishwa katika ombi la API, ikiwa kuna shida na ombi, wanajua ni nani wa kuwasiliana naye. Hii iko kwenye laini ya 40 ya programu, tafadhali badilisha '[email protected]' na anwani yako ya barua pepe.
  • Utahitaji kwenda hali ya hewa.gov na utafute utabiri wa eneo lako, kupata Kitambulisho cha Kituo, ambacho ni kituo cha hali ya hewa cha karibu zaidi kwa NWS. Kitambulisho cha kituo kiko ndani () baada ya jina la eneo. Ingiza hii kwenye laini ya 17 ya programu. Hivi sasa inaonyesha KPDX, au Portland, Oregon.
  • Ikiwa uko nje ya USA, kuna uwezekano mwingine kutumia data kutoka OpenWeatherMap.org. Sijajaribu mwenyewe, lakini unaweza kuangalia mfano huu hapa: Kusoma-JSON-Pamoja na Raspberry-Pi
• Kumbuka kuwa halijoto kutoka kwa NWS na kutoka kwa sensorer ya joto iko katika digrii Centigrade, kama ilivyo kwa kamera ya ASI, kwa hivyo kwa uthabiti, niliwaweka wote Centrigrade badala ya kugeukia Fahrenheit, ambayo ndio nimezoea zaidi.
• Ifuatayo, inasoma hali ya joto kutoka kwa kiwambo cha kuba, na ikiwa ni chini ya digrii 10 juu ya eneo la umande, basi inageuka kwa relay. Ikiwa ni kubwa kuliko digrii 10.5 juu ya eneo la umande, inazima relay. Unaweza kubadilisha mipangilio hii ukitaka.
• Mara moja kwa dakika, inaweka kumbukumbu za maadili ya sasa ya hali ya joto, doa, na hali ya kupeleka tena kwa faili ya.csv ili uweze kuona jinsi inavyofanya kwa muda.

Mpango wa kudhibiti hita ya #Raspberry Pi Dew

#Dec 2019 #Brian Plett #Atumia Pimoroni Explorer pHAT, sensorer ya joto, na relay # kudhibiti mzunguko wa kontena kama hita ya umande kwa kamera ya angani yote # Inavuta joto la hewa na umande kutoka kwa wavuti ya NWS #inaweka joto la ndani 10 digrii juu ya wakati wa kuagiza dewpoint kuagiza wakati wa kuagiza maombi ya kuagiza csv kuagiza os import explorerhat #Station ID ni kituo cha hali ya hewa cha karibu katika NWS. Nenda kwa hali ya hewa.gov na utafute hadhara ya eneo lako, # ID ya kituo iko () baada ya jina la eneo. mipangilio = {'station_ID': 'KPDX',} # URL Mbadala ya habari ya hali ya hewa #BASE_URL = "https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?appid={0}&zip={1}, { 2} na vitengo = {3}"

URL ya #Weather ili kupata data

BASE_URL = "https://api.weather.gov/stations/{0}/observations/latest"

#chelewesha kudhibiti relay, sekunde

ControlDelay = 2 A = 0 B = 0 wakati ya Kweli: #date ya kutumia katika logi jina la jina datestr = datetime.datetime.now (). Strftime ("% Y% m% d") #tarehe na wakati wa kutumia kwa kila safu ya data wakati wa ndani = wakati wa dati.siku (sasa.) wakati B == 0: jaribu: # Vuta joto na doa kutoka kwa NWS kila sekunde 60 final_url = BASE_URL.format (mipangilio ["station_ID"]) weather_data = requests.get (final_url, timeout = 5, headers = {'User-agent ':' Raspberry Pi 3+ Allsky Camera [email protected] '}) oatRaw = weather_data.json () ["mali"] ["joto"] ["thamani"] dewRaw = weather_data.json () ["mali"] ["doi"] ["thamani"] #chapishaji cha uchunguzi wa uchapishaji wa data ghafi ya joto (oatRaw, dewRaw) OAT = pande zote (oatRaw, 3) Umande = pande zote (umande, 3) isipokuwa: A = 0 B = 1 kuvunja A = 0 B = 1 kuvunja ikiwa A <300: A = A + UdhibitiUchelewesha mwingine: B = 0 #Soma voltage mbichi kutoka Raspberry Pi Explorer PHat na ubadilishe kuwa joto T1 = explorerhat.analog.one.read () tempC = ((T1 * 1 000) -500) / 10 #tempF = tempC * 1.8 +32 ikiwa (tempD Dew + 10.5): V1 = explorerhat.output.two.off () #daftari ya uchunguzi inayoonyesha halijoto, vidudu vya mawingu, na upeanaji wa hali ya pato. ' 0: 5.2f} degC, {1: 5.2f} degC, {2: 5.2f} deg C {3: 5.0f} '. Fomati (pande zote (OAT, 3), pande zote (Umande, 3), pande zote (tempC, 3), explorerhat.output.two.read ()) # sekunde 10 baada ya dakika kupita, andika data kwa faili ya CSV ikiwa A == 10: if os.path.isfile (path.format (datestr)): chapa (path.format (datestr)) na open (path.format (datestr), "a") kama csvfile: txtwrite = csv.writer (csvfile) txtwrite.writerow ([localtime, OAT, Dew, tempC, explorerhat. output.two.read ()]) mwingine: fieldnames = ['date', 'Outdoor Air Temp', 'Dewpoint', 'Dome Temp', 'Relay State'] na open (path.format (datestr), "w ") kama csvfile: txtwrite = csv.writer (csvfile) txtwrite.writerow (majina ya shamba) txtwrite.writerow ([saa za eneo, OAT, Umande, tempC, explorerhat.output.two.read ()]) muda. kulala (ControlDelay)

Nilihifadhi hii kwenye folda mpya chini ya folda ya allsky iitwayo DewHeaterLogs.

Jaribu kuendesha hii kwa muda kidogo ili kuhakikisha kila kitu kinaonekana vizuri, kabla ya kuendelea kukiendesha kama hati.

Hatua ya 6: Hatua ya 5: Kuendesha Hati mwanzoni

Ili kuendesha hati ya Hita ya Umande mara tu Raspberry Pi inapoanza, nilifuata maagizo hapa:

www.instructables.com/id/Raspberry-Pi-Laun…

Kwa hati ya Launcher, niliunda hii:

#! / bin / sh

# launcher.sh # nenda kwenye saraka ya nyumbani, kisha kwenye saraka hii, kisha fanya hati ya chatu, kisha urudi nyumbani cd / cd nyumbani / pi / allsky / DewHeaterLogs wamelala 90 sudo python DewHeater_Web.py & cd /

Mara hii itakapofanyika, unapaswa kuwa mzuri kwenda. Furahiya kuwa na kamera isiyo na umande!

Hatua ya 7: Sasisha Desemba 2020

Karibu nusu mwaka uliopita, hita yangu ya umande iliacha kufanya kazi, kwa hivyo nililemaza nambari hiyo hadi ningeiangalia. Hatimaye nilikuwa na muda juu ya mapumziko ya msimu wa baridi, na nikagundua kuwa relay niliyotumia ilikuwa ikionyesha upinzani mkubwa kwa wawasiliani wake wakati wa kufanya kazi, labda kutokana na kuzidiwa zaidi.

Kwa hivyo niliisasisha na relay iliyokadiriwa juu, moja na anwani ya 5A badala ya mawasiliano ya 1A. Pia ni relay ya nguvu badala ya relay ya ishara, kwa hivyo nina matumaini inasaidia. Ni TE PCH-105D2H, 000. Pia niliongeza vituo vya screw kwa Explorer pHAT, kwa hivyo ningeweza kukata heater na sensorer ya joto kwa urahisi inahitajika. Zote 3 ziko kwenye gari hii ya ununuzi hapa chini:

Kikapu cha ununuzi cha Digikey

Kumbuka kuwa pini za relay hii ni tofauti na ile ya awali, kwa hivyo mahali unapoweka waya ni tofauti kidogo, lakini inapaswa kuwa ya moja kwa moja. Polarity haijalishi kwa coil, FYI.