Kamilisha Kituo cha hali ya hewa cha Raspberry Pi na Programu: Hatua 7 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Rudi mwishoni mwa Februari niliona chapisho hili kwenye wavuti ya Raspberry Pi.

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

Walikuwa wameunda Vituo vya hali ya hewa vya Raspberry Pi kwa Shule. Nilitaka moja! Lakini wakati huo (na naamini bado kama ya kuandika hii) hazipatikani kwa umma (unahitaji kuwa katika kikundi teule cha wanaojaribu). Kweli, nilitaka kuendelea na sikujisikia kama kutoa mamia ya dola kwa mfumo uliopo wa chama cha 3.

Kwa hivyo, kama mtumiaji mzuri anayefundishwa, niliamua kutengeneza yangu !!!

Nilifanya utafiti kidogo na nikapata mifumo mizuri ya kibiashara ambayo ningeweza kuweka msingi wangu. Nimepata Maagizo mazuri ya kusaidia na dhana zingine za Sensor au Raspberry PI. Nilipata hata tovuti hii, ambayo ilikuwa ya kulipia uchafu, walipaswa kubomoa mfumo uliopo wa Maplin:

www.philpot.me/weatherinsider.html

Songa mbele karibu mwezi na nina mfumo wa msingi wa kufanya kazi. Huu ni mfumo kamili wa hali ya hewa ya Raspberry Pi na vifaa vya msingi tu vya Raspberry Pi, kamera, na sensorer kadhaa za analog na dijiti ili kufanya vipimo vyetu. Hakuna ununuzi wa vielelezo vilivyotengenezwa tayari au viwango vya mvua, tunajifanya wenyewe! Hapa kuna huduma:

• Inarekodi habari kwa RRD na CSV, kwa hivyo inaweza kudanganywa au kusafirishwa / kuletwa kwa fomati zingine.
• Inatumia API ya Hali ya Hewa Chini ya Hewa kupata maelezo mazuri kama vile hali ya juu ya kihistoria na chini, awamu za mwezi, na kuchomoza jua / machweo.
• Inatumia Kamera ya Raspberry Pi kuchukua picha mara moja kwa dakika (unaweza kuzitumia kutengeneza vipindi vya wakati).
• Ina kurasa za wavuti zinazoonyesha data ya hali za sasa na zingine za kihistoria (saa ya mwisho, siku, siku 7, mwezi, mwaka). Mandhari ya wavuti hubadilika na wakati wa mchana (chaguzi 4: kuchomoza kwa jua, machweo, mchana na usiku).

Programu yote ya kurekodi na kuonyesha habari iko katika Github, nimefanya hata ufuatiliaji wa mdudu, maombi ya huduma huko pia:

github.com/kmkingsbury/raspberrypi-weather …….

Mradi huu ulikuwa uzoefu mzuri wa kujifunza kwangu, nilipaswa kupiga mbizi sana kwenye uwezo wa Raspberry Pi haswa na GPIO, na nikapata vidokezo vya maumivu pia. Natumahi wewe msomaji, unaweza kujifunza kutoka kwa baadhi ya majaribio na shida zangu.

Hatua ya 1: Vifaa

Umeme:

• Swichi 9 za Reed (8 kwa Mwelekeo wa Upepo, 1 kwa Upimaji wa Mvua, kwa hiari 1 kwa kasi ya upepo badala ya Sura ya Jumba), nilitumia hizi:
• Sensor 1 ya Jumba (kwa Kasi ya Upepo, inayoitwa anemometer) -
• Joto (https://amzn.to/2RIHf6H)
• Unyevu (sensorer nyingi za Unyevu huja na sensa ya Joto), nilitumia DHT11:
• Shinikizo (BMP ilikuja na sensorer ya joto ndani yake pia), nilitumia BMP180, https://www.adafruit.com/product/1603, bidhaa hii sasa imekoma lakini kuna sawa na BMP280 (https://amzn.to/2E8nmhi)
• Mpiga picha (https://amzn.to/2seQFwd)
• Chip ya GPS au GPS ya GPS (https://amzn.to/36tZZv3).
• Sumaku 4 zenye nguvu (2 kwa anemometer, 1 kwa Mwelekeo, 1 kwa Upimaji wa Mvua), nilitumia sumaku adimu za dunia, ilipendekezwa sana) (https://amzn.to/2LHBoKZ).
• Vipimo vichache vya vizuiaji, nina kifurushi hiki ambacho kimeonekana kuwa rahisi sana kwa muda:

• MCP3008 - kubadilisha analog kuwa pembejeo za dijiti kwa Raspberry Pi -

Vifaa

• Raspberry Pi - awali nilitumia 2 na adapta isiyo na waya, sasa pata kitita cha 3 B + na adapta ya umeme pia. (https://amzn.to/2P76Mop)
• Kamera ya Pi
• Adapta ya nguvu ya 5V (hii ilikasirisha sana, mwishowe nikapata Adafruit, vinginevyo kamera inavuta juisi nyingi na inaweza / itanyonga Pi, iko hapa: https://www.adafruit.com/products / 501)

Vifaa:

• 2 Bear Bearing (au skateboard au roller-skate fani pia itafanya kazi), nimepata hizi kwenye Amazon:
• 2 Vizuizi visivyo na maji (Nilitumia kiambatisho cha umeme kutoka duka kubwa la sanduku kubwa), haijalishi sana, tu haja ya kupata kizingiti cha ukubwa mzuri ambacho kitakuwa na nafasi ya kutosha na kulinda kila kitu).
• Baadhi ya Bomba la PVC na Kofia za Mwisho (saizi anuwai).
• Mabano ya mlima wa PVC
• Karatasi za wanandoa wa Plexiglass nyembamba (hakuna kitu cha kupendeza sana).
• kusimama kwa plastiki
• screws mini (nilitumia bolts # 4 na karanga).
• Pambo la Mti wa Krismasi la Plastiki - lililotumiwa kwa chumba cha kupimia damu, nilipata yangu kwenye Lobby ya Hobby ya hapa.
• Towel ndogo
• Kipande kidogo cha plywood.

Zana:

• Dremel
• Gundi Bunduki
• Chuma cha kulehemu
• Multimeter
• Kuchimba

Hatua ya 2: Ufungaji kuu - Pi, GPS, Kamera, Mwanga

Kizuizi kikuu kina nyumba za PI, Kamera, GPS na sensa ya mwanga. Imeundwa kuwa isiyo na maji kwani ina vifaa vyote muhimu, vipimo vinachukua kutoka kwa kiambatisho cha mbali na ambayo imeundwa kufunuliwa / kufunguliwa kwa vitu.

Hatua:

Chagua ua, nilitumia sanduku la makutano ya umeme, masanduku anuwai ya mradi na kesi zisizo na maji zitafanya kazi vile vile. Jambo kuu ni kwamba ina nafasi ya kutosha kushikilia kila kitu.

Ufungaji Wangu una:

• Risiberi pi (kwenye pambano) - Inahitaji chip ya WIFI, hawataki kuendesha Cat5e ndani ya uwanja!
• Kamera (pia kwenye msimamo)
• Chip ya GPS, iliyounganishwa kupitia USB (kwa kutumia kebo ya sparkfun FTDI: https://www.sparkfun.com/products/9718) - GPS hutoa latitudo na longitudo, ambayo ni nzuri, lakini muhimu zaidi, ninaweza kupata wakati sahihi kutoka GPS!
• ethernet mbili / paka vifurushi 5 vya kuunganisha kiambatisho kikuu kwenye boma lingine ambalo huhifadhi sensorer zingine. Hii ilikuwa njia rahisi tu ya kuwa na nyaya zinazopita kati ya visanduku viwili, nina waya takribani 12, na paka hizi mbili zinatoa unganisho 16 linalowezekana, kwa hivyo nina nafasi ya kupanua / kubadilisha mambo kote.

Kuna dirisha mbele ya ua wangu kwa Kamera ili kuona nje. Kesi iliyo na dirisha hili inalinda kamera, lakini nilikuwa na maswala ambapo nyekundu iliyoongozwa kwenye kamera (wakati inapiga picha) inaonyesha plexiglass na inajitokeza kwenye picha. Nilitumia mkanda mweusi kupunguza hii na kujaribu kuizuia (na LED zingine kutoka kwa Pi na GPS), lakini bado sio 100%.

Hatua ya 3: 'Kufungwa kijijini' kwa Joto, Unyevu, Shinikizo

Hapa ndipo nilipohifadhi sensorer ya Joto, Unyevu, na Shinikizo na vile vile "ndoano" za kupima mvua, mwelekeo wa upepo na sensorer za kasi ya upepo.

Yote ni ya moja kwa moja, pini hapa zinaunganisha kupitia nyaya za ethernet kwenye pini zinazohitajika kwenye Raspberry Pi.

Nilijaribu kutumia sensorer za Dijiti ambapo ningeweza na kisha Analog yoyote imeongezwa kwenye MCP 3008 inachukua hadi analog 8 ambayo ilitosha zaidi kwa mahitaji yangu, lakini inatoa nafasi ya kuboresha / kupanua.

Ukumbi huu uko wazi hewani (lazima iwe kwa joto sahihi, unyevu na shinikizo). Mashimo ya chini yamejitokeza, kwa hivyo nilipa dawa zingine dawa ya Silicone Conformal Coating spray (unaweza kuipata mkondoni au mahali kama Fry's Electronics). Tunatumahi kuwa inapaswa kulinda chuma kutokana na unyevu wowote, ingawa lazima uwe mwangalifu na usitumie kwenye sensorer zingine.

Juu ya ua pia ni mahali ambapo sensorer ya kasi ya upepo inafaa. Ilikuwa kurusha juu, ningeweza kuweka kasi ya upepo au mwelekeo wa upepo juu, sikuona faida yoyote kuu ya moja juu ya nyingine. Kwa jumla unataka sensorer zote (upepo na kasi) ya juu vya kutosha ambapo majengo, uzio, vizuizi haviingiliani na vipimo.

Hatua ya 4: Upimaji wa Mvua

Nilifuata zaidi kufundisha kufanya kipimo halisi:

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

Nilifanya hii kutoka kwa plexiglass ili niweze kuona kinachoendelea na nilidhani itakuwa nzuri. Kwa jumla plexiglass ilifanya kazi sawa, lakini pamoja na Gluegun, sealant ya mpira na kukata kwa jumla na kuchimba haibaki kuangalia ile ya kawaida, hata na filamu ya kinga.

Mambo muhimu:

• Sensorer ni swichi rahisi ya mwanzi na sumaku inayotibiwa kama kitufe cha kitufe katika msimbo wa RaspberryPi, mimi huhesabu ndoo kwa muda na kisha kufanya uongofu baadaye kuwa "inchi za mvua".
• Fanya iwe kubwa ya kutosha kushikilia maji ya kutosha kwa ncha, lakini sio sana kwamba inahitaji mengi ili kuinua. Kupita kwangu kwa kwanza nilifanya kila tray isiwe kubwa vya kutosha kwa hivyo ingejaza na kuanza kukimbia juu ya ukingo kabla ya kubanwa.
• Niligundua pia kwamba maji ya mabaki yanaweza kuongeza hitilafu kwa kipimo. Maana, kavu kabisa ilichukua matone ya X kujaza kando na kuipachika, mara baada ya mvua ilichukua matone Y (ambayo ni chini ya X) kujaza na kutoa ncha. Sio kiasi kikubwa lakini iliathiri wakati wa kujaribu kurekebisha na kupata mzigo mzuri "1 sawa na kiasi gani" kipimo.
• Usawazishe, unaweza kudanganya kwa kuongeza gundi ya gundi kwenye ncha zilizo chini ikiwa upande mmoja ni mzito sana kuliko ule mwingine, lakini unahitaji kwa karibu na usawa kadri uwezavyo.
• Unaweza kuona kwenye picha ninaweka kitanda kidogo cha upimaji kwa kutumia sponji na mmiliki wa kuni kujaribu na kuiweka sawa kabla ya kusanikisha.

Hatua ya 5: Mwelekeo wa Upepo

Hii ilikuwa hali rahisi ya hali ya hewa. Niliweka vifaa vya elektroniki mbali na mfumo wa Maplin:

www.philpot.me/weatherinsider.html

Pointi muhimu:

Hii ni sensor ya analog. Swichi nane za mwanzi pamoja na vipinga anuwai hugawanya pato kuwa chunks ili niweze kutambua ni uratibu gani wa sensorer ulio ndani na thamani. (Wazo limeelezewa katika hii inayoweza kufundishwa:

• Baada ya kukwama kwenye sehemu ya hali ya hewa unahitaji kuiweka sawa ili "mwelekeo huu ndio uelekeze kaskazini".
• Nilifanya rig ya mtihani na kuni ili niweze kubadili vipingamizi vya kuingia na kutoka kwa urahisi ambavyo vilifunua maadili kamili kwangu, hiyo ilikuwa msaada mkubwa!
• Nilitumia kuzaa, ilifanya vizuri, nina hakika skateboard ya kawaida au kubeba rollerskate ingekuwa sawa.

Hatua ya 6: Kasi ya upepo

Hili nilimgeukia tena kwa Jamii inayoweza kufundishwa na nikapata na kufuata mafunzo haya:

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

Mambo muhimu:

• Unaweza kutumia sensa ya ukumbi au kubadili sensa ya mwanzi pia. Sensor ya ukumbi ni zaidi ya sensa ya analojia kwa hivyo ikiwa unatumia kwa njia ya dijiti, kama kitufe cha kubonyeza, unahitaji kuhakikisha kuwa usomaji / voltage iko juu kiasi kwamba inafanya kama kitufe cha kweli, badala ya haitoshi.
• Ukubwa wa kikombe ni muhimu, vivyo hivyo urefu wa fimbo! Hapo awali nilikuwa nikitumia mipira ya ping pong na zilikuwa ndogo sana. Niliwaweka pia kwenye vijiti virefu ambavyo havikufanya kazi pia. Nilifadhaika sana kisha nikapata ile inayoweza kufundishwa, Ptorelli alifanya kazi nzuri akielezea na ilinisaidia wakati muundo wangu wa asili haukufanya kazi pia.

Hatua ya 7: Programu

Programu imeandikwa katika Python kurekodi data kutoka kwa sensorer. Nilitumia maktaba zingine za tatu za Git kutoka Adafruit na wengine kupata habari kutoka kwa sensorer na GPS. Pia kuna kazi za cron ambazo huvuta habari zingine za API pia. Zaidi imeelezewa / imeainishwa katika hati ya Git kwenye hati / usakinishaji.txt

Programu ya wavuti iko katika PHP kuionyesha kwenye ukurasa wa wavuti wakati pia ikitumia YAML kwa faili za usanidi na kwa kweli zana ya RRD kuhifadhi na kuchora data.

Inatumia API ya Hali ya Hewa Chini ya Ardhi kupata data zingine za kupendeza ambazo sensorer haziwezi kuvuta: Rekodi Hi na Chini, Awamu ya Mwezi, nyakati za Jua na Jua, pia kuna Mawimbi yanayopatikana kwenye API yao, ambayo nilidhani ilikuwa nadhifu kabisa, lakini ninaishi Austin TX ambayo iko mbali sana na maji.

Zote zinapatikana kwenye Github na zinatunzwa kikamilifu na zinatumika hivi sasa ninapoboresha na kurekebisha mfumo wangu mwenyewe, ili uweze kuwasilisha maombi ya huduma na ripoti za mdudu pia.

Programu hupitia mabadiliko ya mandhari kulingana na wakati wa siku, kuna hatua 4. Ikiwa wakati wa sasa ni + au - 2 saa kutoka kuchomoza jua au machweo basi utapata mandhari ya machweo na machweo, mtawaliwa (sasa hivi historia tofauti tu, labda nitafanya rangi tofauti za fonti / mpaka hapo baadaye). Vivyo hivyo nje ya safu hizo hutoa mandhari ya mchana au usiku.

Asante kwa kusoma, Ikiwa ungependa kuona picha na video zaidi za miradi yangu kuliko kukagua Kituo changu cha Instagram na YouTube.

Tuzo ya Tatu katika Mashindano ya Siku ya Pi / e