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

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Kuchochewa na kukamilika kwa miradi yangu miwili iliyopita, Kamera ya Kompakt na Dashibodi ya Michezo ya Kubebeka, nilitaka kupata changamoto mpya. Maendeleo ya asili yalikuwa mfumo wa nje wa kijijini…

Nilitaka kujenga kituo cha hali ya hewa cha Raspberry Pi ambacho kiliweza kujiendeleza kwenye gridi ya taifa na kunitumia matokeo kupitia unganisho la waya, kutoka mahali popote! Mradi huu umekuwa na changamoto zake, lakini kwa bahati nzuri kuwezesha Raspberry Pi ni moja wapo ya changamoto kuu ambayo imerahisishwa kwa kutumia PiJuice kama usambazaji wa umeme ikiwa imeongezwa msaada wa jua (kamili na teknolojia yetu ya mapinduzi ya PiAnywhere - njia bora ya toa Pi yako kwenye gridi ya taifa!).

Mawazo yangu ya awali ilikuwa kutumia moduli nzuri ya AirPi kuchukua usomaji. Hii hata hivyo, ilikuwa na mapungufu mawili kuu; inahitaji muunganisho wa mtandao wa moja kwa moja kupakia matokeo na inahitaji kushikamana moja kwa moja na GPIO kwenye Pi ambayo inamaanisha kuwa haiwezi kufunuliwa hewani bila pia kufunua Raspberry Pi (sio bora ikiwa tunataka kituo hiki cha hali ya hewa mwisho wa muda wowote).

Suluhisho… jenga moduli yangu ya kuhisi! Kutumia AirPi nyingi kwa msukumo niliweza kuweka mfano rahisi sana kutumia sensorer chache ambazo nilikuwa nazo tayari; joto, unyevu, viwango vya mwanga na gesi za jumla. Na jambo kubwa juu ya hii ni kwamba ni rahisi sana kuongeza sensorer zaidi wakati wowote.

Niliamua kutumia Raspberry Pi a + haswa kutokana na matumizi yake ya chini ya nguvu. Kunitumia matokeo nilitumia moduli ya EFCom Pro GPRS / GSM, ambayo inaweza kutuma maandishi moja kwa moja kwa simu yangu ya rununu na matokeo! Nadhifu sawa?

Nafurahi hapa kwa maoni yoyote unayo kwa miradi mingine mzuri ya jua au inayoweza kubebeka. Napenda kujua katika maoni na nitajitahidi kuunda mafunzo!

Hatua ya 1: Sehemu

1 x PiJuice + Jopo la jua (kamili na teknolojia yetu ya mapinduzi ya PiAnywhere - njia bora ya kuondoa Pi yako kwenye gridi ya taifa!)

1 x Raspberry Pi a +

1 x EFCom Pro GPRS / Moduli ya GSM

1 x Kadi ya Sim

1 x Bodi ya mkate

Kitabu cha ulinzi

1 x MCP3008 ADC

1 x LDR

1 x LM35 (Sensor ya Joto)

1 x DHT22 (Sensor ya Unyevu)

1 x TGS2600 sensorer ya Ubora wa Hewa

1 x 2.2 KΩ Mpingaji

1 x 22 KΩ Mpingaji

1 x 10 Kist Mpingaji

10 x Kike - Kike Jumper waya

Urval ya waya moja ya kupima

1 x Sanduku la Mkutano wa Nje Moja

1 x Sanduku la Mkutano wa nje wa Double

1 x Kontakt Cable isiyo na maji

2 x 20mm Slim Blind Cable Grommets

Hatua ya 2: Kuhisi Mzunguko

Kuna mambo kadhaa tofauti kwa mradi huu, kwa hivyo ni bora kufanya kila kitu kwa hatua. Kwanza nitaenda kupitia jinsi ya kuweka pamoja mzunguko wa kuhisi.

Ni wazo nzuri kujenga hii kwenye ubao wa mkate kwanza, ikiwa utafanya makosa yoyote, nimejumuisha mchoro wa mzunguko na picha za hatua kwa hatua, kutajwa.

1. Sehemu ya kwanza kupata waya ni mfano huu wa MCP3008 kwa kibadilishaji cha dijiti. Hii inaweza kuchukua pembejeo za analog 8 na inawasiliana na Raspberry Pi kupitia SPI. Pamoja na chip inayoangalia juu, na mduara wa nusu umekatwa mwisho kabisa kutoka kwako, pini zilizo upande wa kulia zote zinaungana na Raspberry Pi. Waunganishe juu kama inavyoonyeshwa. Ikiwa ungependa kujifunza zaidi kidogo juu ya jinsi chip inavyofanya kazi hapa ni mwongozo mzuri kwa MCP3008 na itifaki ya SPI.
2. Pini upande wa kushoto ni pembejeo 8 za Analog, zilizo na nambari 0-7 kutoka juu kwenda chini. Tutatumia 3 ya kwanza tu (CH0, CH1, CH2), kwa LDR, sensorer ya jumla ya gesi (TGS2600) na sensor ya joto (LM35). Kwanza unganisha LDR kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Upande mmoja hadi ardhini na mwingine kwa 3.3V kupitia kontena la 2.2KΩ na CH0.
3. Ifuatayo, unganisha "sensorer ya jumla ya gesi". Sensorer hii ya gesi hutumiwa kugundua uchafuzi wa hewa kama vile hidrojeni na monoksidi kaboni. Bado sijafanya kazi ya kupata mkusanyiko maalum, kwa hivyo kwa sasa matokeo kutoka kwa sensa hii ni kiwango cha asilimia ya msingi, ambapo 100% imejaa kabisa. Pamoja na sensorer inayoangalia juu (pini upande wa chini), pini moja kwa moja kulia kwa utokaji mdogo ni pini 1 na kisha nambari huongezeka kwa saa kuzunguka pini. Kwa hivyo pini 1 na 2 zinaunganisha kwa 5V, pini 3 inaunganisha na CH1 na ardhi kupitia kontena la 22KΩ na pin4 inaunganisha moja kwa moja ardhini.
4. Sensor ya mwisho ya analog kuungana ni sensor ya joto ya LM35. Hii ina pini 3. Chukua sensa ili upande wa gorofa uko karibu na wewe, pini ya kushoto zaidi inaunganisha moja kwa moja hadi 5V (haijawekwa alama kwenye mchoro, mbaya yangu!), Pini ya katikati inaunganisha na CH2 na pini sahihi zaidi inaunganisha moja kwa moja ardhini. Rahisi!
5. Sehemu ya mwisho ya kuunganisha ni sensorer ya unyevu wa DHT22. Hii ni sensa ya dijiti kwa hivyo inaweza kushikamana moja kwa moja na Raspberry Pi. Chukua sensorer na gridi inakabiliwa na wewe na pini nne upande wa chini. Pini zimeagizwa kutoka 1 upande wa kushoto. Unganisha 1 hadi 3.3V. Pini 2 huenda kwa GPIO4 na 3.3V kupitia kontena la 10KΩ. Acha pini 3 imekatwa na pini 4 huenda moja kwa moja ardhini.

Hiyo ndio! Mzunguko wa jaribio umejengwa. Natumaini kuongeza vifaa zaidi wakati nina wakati. Ningependa sana kuongeza sensor ya shinikizo, sensa ya kasi ya upepo na ningependa kupata data zaidi ya akili juu ya viwango vya gesi.

Hatua ya 3: Moduli ya GSM

Sasa kwa kuwa mizunguko ya kuhisi imejengwa, kuna haja ya kuwa na njia ya kupokea matokeo. Hapo ndipo moduli ya GSM inakuja. Tutatumia kutuma matokeo juu ya mtandao wa rununu kwa SMS, mara moja kwa siku.

Moduli ya GSM inawasiliana na Raspberry Pi kupitia serial kutumia UART. Hapa kuna habari nzuri juu ya mawasiliano ya serial na Raspberry Pi. Ili kudhibiti udhibiti wa bandari ya pi ya Pi tunahitaji kufanya usanidi kwanza.

Boot Pi yako ya Raspberry na Picha ya kawaida ya Raspbian. Sasa badilisha faili "/ boot/cmdline.txt" kutoka:

dwc_otg.lpm_enable = 0 console = ttyAMA0, 115200 kgdboc = ttyAMA0, 115200 console = tty1 mzizi = / dev / mmcblk0p2 rootfstype = lifti ya ext4 = mwisho wa mwisho

kwa:

"dwc_otg.lpm_enable = 0 console = tty1 mzizi = / dev / mmcblk0p2 rootfstype = lifti ext4 = tarehe ya mwisho ya kusubiri"

kwa kuondoa kifungu kilichopigiwa mstari cha maandishi.

Pili, unahitaji kuhariri faili "/ nk / inittab", kwa kutoa maoni kwenye mstari wa pili katika sehemu ifuatayo:

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial lineT0: 23: repawn: / sbin / getty -L ttyAMA0 115200 vt100"

Ili isome:

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial line # T0: 23: repawn: / sbin / getty -L ttyAMA0 115200 vt100

na uwashe tena Pi. Sasa bandari ya serial inapaswa kuwa huru kuwasiliana na vile unavyotaka. Ni wakati wa kuweka waya kwenye moduli ya GSM. Angalia mchoro wa mzunguko katika hatua ya awali na picha hapo juu ili uone jinsi hii inafanywa. Kimsingi, TX imeunganishwa na RX na RX imeunganishwa na TX. Kwenye Raspberry Pi TX na RX ni GPIO 14 na 15 mtawaliwa.

Sasa, labda unataka kuangalia kwamba moduli inafanya kazi, kwa hivyo hebu jaribu kutuma maandishi! Kwa hili unahitaji kupakua Minicom. Ni programu ambayo hukuruhusu kuandika kwa bandari ya serial. Tumia:

"sudo apt-get kufunga minicom"

Mara tu ikiwa imewekwa minicom inaweza kufunguliwa kwa amri ifuatayo:

"minicom -b 9600 -o -D / dev / ttyAMA0"

9600 ni kiwango cha baud na / dev / ttyAMA0 ni jina la bandari ya pi ya pi. Hii itafungua emulator ya terminal ambayo kila unachoandika kitatokea kwenye bandari ya serial, i.e.kutumwa kwa moduli ya GSM.

Ingiza kadi yako ya sim iliyoingia kwenye moduli ya GSM na bonyeza kitufe cha nguvu. Baada ya hapo kuongozwa na bluu inapaswa kuja. Moduli ya GSM hutumia seti ya amri ya AT, hapa kuna nyaraka ikiwa una nia ya kweli. Sasa tunaangalia kuwa Raspberry Pi imegundua moduli na amri ifuatayo:

"KATIKA"

moduli inapaswa kujibu na:

"SAWA"

Kubwa! Halafu tunahitaji kusanidi moduli ya kutuma SMS kama maandishi badala ya binary:

"AT + CMGF = 1"

tena jibu linapaswa kuwa "Sawa". Sasa tunaandika amri ya kutuma SMS:

"AT + CMGS =" 44 ************* "", badilisha nyota na nambari yako.

Modem aliye na jibu na ">" baada ya hapo unaweza kukuandikia ujumbe. Kutuma ujumbe bonyeza. Ndio tu, na kwa bahati yoyote umepokea maandishi moja kwa moja kutoka kwa Raspberry Pi yako.

Kweli sasa kwa kuwa tunajua moduli ya GSM inafanya kazi unaweza kufunga minicom; hatuitaji kwa mradi wote.

Hatua ya 4: Pakua Programu na Run Run

Kufikia hatua hii kila kitu kinapaswa kuwa na waya na kuwa tayari kujaribu kukimbia kavu. Nimeandika programu rahisi sana ya chatu ambayo itachukua usomaji kutoka kila sensorer na kisha tuma matokeo kwa simu yako ya rununu. Unaweza kupakua programu nzima kutoka kwa ukurasa wa PiJuice Github. Sasa inaweza pia kuwa wakati mzuri wa kujaribu na moduli ya PiJuice. Inaziba tu kwenye GPIO ya Raspberry Pi, waya zote zilizounganishwa na Pi zinachomekwa moja kwa moja kwenye pini zinazofanana kwenye PiJuice. Rahisi kama Pi. Ili kupakua nambari tumia amri:

clone ya git

Hii imewekwa ili kutuma data mara moja kwa siku. Kwa madhumuni ya kujaribu hii sio nzuri, kwa hivyo unaweza kutaka kuhariri programu. Hii inafanywa kwa urahisi; fungua tu faili; "sudo nano hali ya hewa.py". Karibu na juu kuna sehemu ya "kuweka kuchelewa". Toa maoni kwenye mstari "kuchelewesha = 86400" na usitoe maoni "kuchelewesha = 5". Sasa matokeo yatatumwa mara moja kila sekunde 5. Pia utataka kubadilisha programu ili iwe na nambari yako ya rununu. Pata mahali inasema "+44 **********" na ubadilishe nyota na nambari yako mwenyewe.

Kabla ya kuanza programu utahitaji tu kupakua maktaba kwa kusoma sensorer ya unyevu wa DHT22:

mwamba wa git

Na maktaba inahitaji kuwekwa:

"cd Adafruit_Python_DHT"

"sudo apt-pata sasisho"

"Sudo apt-get install muhimu-python-dev"

"sudo chatu setup.py sakinisha"

Baridi, sasa unaweza kujaribu programu.

"uwanja wa hali ya hewa wa sudo."

Kama programu inaendelea, matokeo yanapaswa kutumwa kwa simu yako lakini pia ichapishwe kwenye kituo kila sekunde 5.

Hatua ya 5: Jenga Mzunguko

Sasa kwa kuwa kila kitu kinafanya kazi kwa vitendo, ni wakati wa kujenga kitu halisi. Picha zinaonyesha wazo la jumla la jinsi kitengo chote kinafaa pamoja. Kuna nyumba mbili tofauti; moja ya mzunguko wa kuhisi (ambayo itakuwa na mashimo ya kuruhusu hewa kuzunguka ndani) na moja ya Raspberry Pi, kitengo cha GPRS na PiJuice, (isiyo na maji kabisa) jopo la jua litaunganishwa kwenye kitengo cha kompyuta na kiunganishi cha maji. Vitengo viwili vinaweza kutengwa kwa urahisi ili nyumba ya sensa au nyumba ya kompyuta iweze kuondolewa bila kulazimika kuchukua kitengo chote. Hii ni nzuri ikiwa unataka kuongeza sensorer zaidi au ikiwa unahitaji Raspberry Pi yako au PiJuice kwa mradi mwingine.

Utahitaji kuvunja protoboard ili kutoshea ndani ya ndogo ya masanduku mawili ya makutano. Hapa ndipo mzunguko wa kuhisi umewekwa. Mzunguko wa kuhisi sasa umehamishwa kutoka kwa ubao wa mkate hadi kwenye kitabu cha protoboard. Sasa utahitaji kufanya soldering. Hakikisha uko sawa na kutumia chuma cha kutengeneza kwa usalama. Ikiwa hauna hakika, basi uliza msaada wa mtu ambaye ni muuzaji hodari.

Shukrani nyingi kwa Patrick katika maabara hapa, ambaye aliniokoa kutoka kwa kufanya hashi halisi ya mzunguko huu. Alifanikiwa kubisha hodi pamoja kwa dakika! Ikiwa, kama mimi, wewe sio mizunguko bora ya ujenzi, na huna fikra kama Patrick aliye tayari kukusaidia, basi unaweza kuacha mzunguko kwenye ubao wa mkate, maadamu inalingana na sanduku lako la umeme.

Hatua ya 6: Kuandaa Vitengo vya Nyumba

Sehemu hii ndio inapofurahisha sana. Labda umeona pete kwenye kila sanduku. Hizi zimeundwa kutupwa nje ili masanduku yaweze kuwa makutano ya umeme. Tutazitumia kuungana kati ya kitengo cha kuhisi na kitengo cha kompyuta, kwa kuungana na jopo la jua na pia kama uingizaji hewa kwa kitengo cha kuhisi kuruhusu mzunguko wa hewa.

Kwanza bonyeza shimo moja kwenye kila sanduku ili unganishe kati ya hizo mbili, kama inavyoonekana kwenye picha. Kubisha mashimo kunaweza kuwa ngumu kufanya vizuri, lakini makali mbaya haijalishi. Niligundua njia bora ni kutumia dereva wa kutoboa kwanza kutoboa pete ya ndani kuzunguka kila shimo, na kisha kuivunja kama kifuniko cha bati la rangi. Kiunganishi cha kebo kisicho na maji hutumiwa kisha sanduku mbili.

Kisha utahitaji kufanya shimo lingine kwenye nyumba ya kompyuta kwa waya wa jopo la jua. Hii ni shimo kisha imechomekwa na moja ya grommets zako za kipofu za nusu kipofu. Kabla ya kuweka grommet kwenye kutoboa shimo ndani yake kwa waya kupita. Hii inahitaji kuwa ndogo iwezekanavyo ili kuiweka kuzuia maji, kisha kushinikiza mwisho wa usb ndogo kupitia shimo (huu ndio mwisho unaounganisha na PiJuice).

Mwishowe shimo la ziada linahitaji kutengenezwa katika kitengo cha kuhisi kuruhusu hewa kuingia na kutoka. Nimeamua kwenda kwa whol moja kwa moja kinyume na makutano kati ya sanduku mbili. Inaweza kuwa muhimu kuongeza shimo la pili. Nadhani tutajua baada ya muda kutumia kituo cha hali ya hewa.

Hatua ya 7: Wiring Up na Kumaliza Kituo cha hali ya hewa

Haki, karibu huko. Hatua ya mwisho ni kuweka waya kila kitu juu.

Kuanzia na kitengo cha kompyuta. Katika sanduku hili tuna Raspberry Pi, The PiJuice ambayo inaunganisha kwenye Raspberry Pi GPIO na moduli ya GSM ambayo inaunganisha kwenye kuzuka kwa GPIO kwenye PiJuice kupitia waya za kike hadi za kike. Nzuri na snug! katika hatua hii labda ningeshauri kuweka aina fulani ya sealer karibu na kiingilio cha kebo ya USB kwa jopo la jua. Aina fulani ya resini, au superglue labda ingefanya kazi.

Kisha nenda kwenye kitengo cha kuhisi. Kwenye picha, kutoka juu hadi chini, waya ni; kijivu, nyeupe, zambarau na bluu ni laini za data za SPI, nyeusi ni chini, rangi ya machungwa ni 3.3V, nyekundu ni 5V na kijani ni GPIO 4. Utahitaji kupata waya za kuruka kuungana na hizi kisha uwape kupitia kebo isiyoweza kuzuia maji. kontakt kama inavyoonekana kwenye picha. Kisha kila waya inaweza kushikamana na GPIO inayofanana na kontakt inaweza kuimarishwa. Katika hatua hii ni rahisi kuona jinsi muundo unaweza kuboreshwa; LDR haitakuwa wazi kwa mwangaza mwingi (ingawa bado inaweza kuwa muhimu kujua maadili ya jamaa, na kugonga shimo la ziada kunaweza kusaidia), nadhani itakuwa bora kutumia saizi sawa na kitengo cha kompyuta sanduku la kitengo cha kuhisi pia, basi itakuwa rahisi kutoshea bodi ya mzunguko ndani ya sanduku na kutakuwa na nafasi ya kucheza na mipangilio tofauti.

Nimeiweka kwenye bustani sasa, kama unaweza kuona kwenye picha. Tunatumahi katika siku chache zijazo nitaweza kutuma matokeo kadhaa pia! Na kama nilivyosema hapo awali, ikiwa una maoni yoyote ya miradi mizuri, nijulishe!