Raspberry Pi нарны цаг уурын станц: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Миний өмнөх хоёр төсөл болох Компакт камер, Зөөврийн тоглоомын консол дууссаны дараа би шинэ сорилтыг хайж олохыг хүссэн юм. Байгалийн хөгжил нь гаднах алсын систем байв …

Би Raspberry Pi цаг уурын станц барьж, сүлжээгээ тогтвортой байлгаж, үр дүнг утасгүй холболтоор хаанаас ч хамаагүй надад илгээхийг хүсч байна! Энэхүү төсөл нь үнэхээр бэрхшээлтэй тулгарсан боловч аз болоход Raspberry Pi -ийг ажиллуулах нь PiJuice -ийг нарны туслалцаагаар (манай хувьсгалт PiAnywhere технологиор бүрэн хангаж өгөх хамгийн сайн арга юм) цахилгаан хангамж болгон ашиглахад хялбар болсон гол бэрхшээлүүдийн нэг юм. Пи -ээ сүлжээнээс салга!).

Миний анхны бодол бол гайхалтай AirPi модулийг ашиглан унших явдал байв. Гэсэн хэдий ч энэ нь хоёр үндсэн сул талтай байв. Энэ нь үр дүнг байршуулахын тулд шууд интернет холболт шаарддаг бөгөөд үүнийг Pi дээрх GPIO -той шууд холбох шаардлагатай бөгөөд энэ нь Raspberry Pi -ийг ил гаргахгүйгээр агаарт цацагдах боломжгүй гэсэн үг юм (хэрэв бид энэ цаг уурын станцыг ашиглахыг хүсвэл тийм ч тохиромжтой биш юм). ямар ч хугацаанд үргэлжилдэг).

Шийдэл … өөрийн мэдрэх модулийг бүтээгээрэй! AirPi -ийн ихэнх хэсгийг ашиглан урам зориг өгөхийн тулд би өөртөө байгаа хэд хэдэн мэдрэгчийг ашиглан маш энгийн загварыг нэгтгэж чадсан. температур, чийгшил, гэрлийн түвшин, ерөнхий хий. Үүний нэг давуу тал нь хүссэн үедээ илүү олон мэдрэгч нэмэх нь үнэхээр хялбар байдаг.

Цахилгаан бага зарцуулдаг тул би Raspberry Pi a+ ашиглахаар шийдсэн. Үр дүнг надад илгээхийн тулд би EFCom Pro GPRS/GSM модулийг ашигласан бөгөөд үр дүнг нь гар утсандаа шууд илгээх боломжтой! Маш цэвэрхэн, тийм үү?

Нарны болон зөөврийн бусад гайхалтай төслүүдийн талаар танд санал болгож байгаадаа баяртай байна. Тайлбар дээр надад хэлээрэй, би заавар бичихийн тулд чадах бүхнээ хийх болно!

Алхам 1: эд анги

1 x PiJuice + Нарны хавтан (бидний хувьсгалт PiAnywhere технологиор бүрэн хангагдсан - Пи -ээ сүлжээнээс салгах хамгийн сайн арга!)

1 х Raspberry Pi a+

1 x EFCom Pro GPRS/GSM модуль

1 х сим карт

1 х талхны самбар

Protoboard

1 x MCP3008 ADC

1 x LDR

1 x LM35 (температур мэдрэгч)

1 x DHT22 (чийгшил мэдрэгч)

1 x TGS2600 Ерөнхий агаарын чанарын мэдрэгч

1 x 2.2 KΩ эсэргүүцэл

1 x 22 KΩ эсэргүүцэл

1 x 10 KΩ эсэргүүцэл

10 x Эмэгтэй - Эмэгтэй холбогч утас

Нэг хэмжигчтэй утасны төрөл

1 х Гадна талын нэг уулзвар хайрцаг

1 х Давхар гадаа уулзвар хайрцаг

1 x Усны хамгаалалттай кабель холбогч

2 х 20мм -ийн хагас сохор кабель бэхэлгээ

Алхам 2: Мэдрэх хэлхээ

Энэ төсөлд нэлээд өөр элементүүд байгаа тул бүх зүйлийг алхам алхмаар хийх нь дээр. Юуны өмнө би мэдрэх хэлхээг хэрхэн яаж холбох талаар ярилцах болно.

Үүнийг эхлээд талхны тавцан дээр хийх нь зүйтэй бөгөөд хэрэв та ямар нэгэн алдаа гаргасан бол би хэлхээний схем, алхам алхмаар зургуудыг оруулсан болно.

1. Утас авах анхны бүрэлдэхүүн хэсэг нь дижитал хөрвүүлэгчтэй MCP3008 аналог юм. Энэ нь 8 хүртэлх аналог оролтыг авах боломжтой бөгөөд Raspberry Pi -тэй SPI -ээр дамждаг. Чипийг дээш харуулан, хагас тойрог нь танаас хамгийн хол зайд тасарч, баруун талын зүү нь Raspberry Pi-тэй холбогддог. Зурагт үзүүлсэн шиг тэдгээрийг холбоно уу. Хэрэв та чип хэрхэн ажилладаг талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсч байвал MCP3008 болон SPI протоколын гайхалтай гарын авлага энд байна.
2. Зүүн талд байгаа тээглүүр нь дээрээс доошоо 0-7 дугаартай 8 аналог оролт юм. Бид LDR, ерөнхий хийн мэдрэгч (TGS2600) болон температур мэдрэгч (LM35) -ийн хувьд зөвхөн эхний 3 (CH0, CH1, CH2) -ийг ашиглах болно. Эхлээд LDR -ийг диаграммд үзүүлсэн шиг холбоно уу. 2.2KΩ резистор ба CH0 -ээр нэг тал нь газардуу, нөгөө тал нь 3.3В хүртэл.
3. Дараа нь "ерөнхий хийн мэдрэгч" -ийг холбоно уу. Энэхүү хийн мэдрэгчийг устөрөгч, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл гэх мэт агаар бохирдуулагчийг илрүүлэхэд ашигладаг. Тодорхой концентрацийг хэрхэн яаж авах талаар би хараахан ажиллаагүй байгаа тул одоогоор энэ мэдрэгчийн үр дүн нь 100% бүрэн ханасан үндсэн хувь юм. Мэдрэгчийг дээш харуулан (доод талын тээглүүрүүд) жижиг гарцын баруун талд байрлах зүү нь 1 -р зүү бөгөөд дараа нь тоонууд цагийн зүүний дагуу нэмэгдэнэ. Тиймээс 1 ба 2 -р зүү нь 5V -тэй холбогддог, 3 -р зүү нь CH1 -тэй холбогдож, 22KΩ резистороор газардуулж, pin4 нь шууд газарт холбогддог.
4. Холбох эцсийн аналог мэдрэгч нь LM35 температур мэдрэгч юм. Энэ нь 3 тээглүүртэй. Мэдрэгчийг ав, тэгэхээр хавтгай тал нь танд хамгийн ойр байх болно, зүүн талын ихэнх зүү нь 5В -т шууд холбогддог (диаграм дээр тэмдэглэгдээгүй, миний муу!), Төвийн зүү нь CH2 -тэй, хамгийн баруун талын зүү нь шууд газартай холбогддог. Хялбар!
5. Хамгийн сүүлд холбосон бүрэлдэхүүн хэсэг нь DHT22 чийгшил мэдрэгч юм. Энэ бол дижитал мэдрэгч тул Raspberry Pi -тай шууд холбох боломжтой. Торыг өөр рүүгээ харуулсан мэдрэгчийг аваад, доод талд нь дөрвөн зүү ав. Зүүг зүүн талд 1 -ээс захиална. 1 -ээс 3.3 В хүртэл холбоно уу. 2 -р зүү нь 10KΩ резистороор GPIO4 ба 3.3V руу ордог. 3 -р зүүг салгаж, 4 -р зүүг шууд газарт буулгана.

Ингээд л боллоо! Туршилтын хэлхээг бүтээсэн. Зав гарвал илүү олон бүрэлдэхүүн хэсэг нэмнэ гэж найдаж байна. Би даралтын мэдрэгч, салхины хурдны мэдрэгчийг нэмж, хийн концентрацийн талаар илүү ухаалаг мэдээлэл авахыг хүсч байна.

Алхам 3: GSM модуль

Мэдрэх хэлхээг байгуулсны дараа үр дүнг хүлээн авах арга зам байх ёстой. Энэ бол GSM модуль юм. Бид үүнийг ашиглан үүрэн сүлжээгээр дамжуулан үр дүнг өдөрт нэг удаа SMS хэлбэрээр илгээх болно.

GSM модуль нь Raspberry Pi -тэй UART ашиглан цувралаар холбогддог. Raspberry Pi -тай цуваа холбоо барих талаархи гайхалтай мэдээллийг энд оруулав. Pi -ийн цуваа портыг хянахын тулд эхлээд тохиргоог хийх хэрэгтэй.

Raspberry Pi -г стандарт Raspbian дүрсээр эхлүүлээрэй. Одоо "/boot/cmdline.txt" файлыг дараахаас өөрчилнө үү.

"dwc_otg.lpm_enable = 0 консол = ttyAMA0, 115200 kgdboc = ttyAMA0, 115200 консол = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 лифт = эцсийн хугацаа rootwait"

руу:

"dwc_otg.lpm_enable = 0 консол = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 лифт = root хүлээх эцсийн хугацаа"

текстийн доогуур зурсан хэсгийг хасах замаар.

Хоёрдугаарт, та "/etc/inittab" файлыг дараах хэсгийн хоёр дахь мөрийг тайлбарлах замаар засах хэрэгтэй.

#Raspberry Pi цуврал шугам дээр getty хий

Тиймээс ингэж уншдаг:

#Raspberry Pi цуврал шугам дээр #T0: 23: respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100 дээр getty хий

мөн Pi -г дахин ачаална уу. Одоо цуваа порт нь хүссэнээрээ чөлөөтэй харилцах ёстой. GSM модулийг холбох цаг болжээ. Үүнийг хэрхэн яаж хийхийг харахын тулд өмнөх алхам дахь хэлхээ диаграм болон дээрх зургуудыг үзээрэй. Үндсэндээ TX нь RX -тэй, RX нь TX -тэй холбогддог. Raspberry Pi TX ба RX дээр GPIO 14 ба 15 тус тус байдаг.

Одоо та модуль ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахыг хүсч байгаа тул текст илгээхийг хичээцгээе! Үүнийг хийхийн тулд та Minicom -ийг татаж авах хэрэгтэй. Энэ бол цуваа порт руу бичих боломжийг олгодог програм юм. Хэрэглэх:

"sudo apt-get install minicom"

Үүнийг суулгасны дараа minicom -ийг дараах тушаалаар нээж болно.

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

9600 нь baud-rate ба /dev /ttyAMA0 нь Pi-ийн цуваа портын нэр юм. Энэ нь терминал эмуляторыг нээх бөгөөд таны бичсэн зүйл цуваа порт дээр гарч ирэх болно, өөрөөр хэлбэл GSM модуль руу илгээх болно.

GSM модульд дүүргэсэн сим картаа оруулаад асаах товчийг дарна уу. Үүний дараа цэнхэр гэрэл асах ёстой. GSM модуль нь AT командын багцыг ашигладаг бөгөөд хэрэв та үнэхээр сонирхож байвал баримт бичгийг энд оруулав. Одоо бид Raspberry Pi модулийг дараах тушаалаар илрүүлсэн эсэхийг шалгаж байна.

"AT"

модуль дараа нь хариулах ёстой:

"БОЛЖ БАЙНА УУ"

Агуу их! Дараа нь бид модулийг SMS -ийг хоёртын хэлбэрээр бус текст хэлбэрээр илгээхээр тохируулах хэрэгтэй.

"AT+CMGF = 1"

Дахин хариу нь "OK" байх ёстой. Одоо бид SMS илгээх тушаалыг бичнэ.

"AT+CMGS =" 44 ************* "", одоор дугаараа солино уу.

Модем ">" гэж хариулсны дараа та зурвас бичиж болно. Зурвас илгээх бол дарна уу. Ингээд л боллоо, ямар ч аз тохиосноор та өөрийн Raspberry Pi -ээс шууд текст хүлээн авсан болно.

GSM модуль ажиллаж байгааг бид мэдсэн тул та minicom -ийг хааж болно. Төслийн үлдсэн хугацаанд бидэнд энэ шаардлагагүй болно.

Алхам 4: Програм хангамжийг татаж аваад хуурай ажиллуулна уу

Энэ үе шатанд бүх зүйлийг утсаар холбож, хуурай гүйлтийг шалгахад бэлэн байх ёстой. Би маш энгийн питон програм бичсэн бөгөөд энэ нь мэдрэгч бүрээс уншиж, үр дүнг гар утсандаа илгээх болно. Та програмыг бүхэлд нь PiJuice Github хуудаснаас татаж авах боломжтой. Одоо PiJuice модулийг туршиж үзэх сайхан цаг болж магадгүй юм. Энэ нь зүгээр л Raspberry Pi -ийн GPIO -д залгагддаг, Pi -д холбогдсон бүх утаснууд PiJuice дээрх харгалзах зүү залгуурт шууд залгагддаг. Пи шиг амархан. Кодыг татаж авахын тулд дараах тушаалыг ашиглана уу:

git clone

Энэ нь өгөгдлийг өдөрт нэг удаа илгээхээр тохируулагдсан болно. Туршилтын зорилгоор энэ нь тийм ч сайн биш тул та програмыг засварлахыг хүсч магадгүй юм. Үүнийг амархан хийдэг; зүгээр л файлыг нээнэ үү; "sudo nano weatherstation.py". Дээд талд "саатал тохируулах" хэсэг байна. "Delay = 86400" гэсэн мөрөнд "delay = 5" гэсэн тайлбарыг бичнэ үү. Одоо үр дүнг 5 секунд тутамд нэг удаа илгээх болно. Та мөн өөрийн гар утасны дугаарыг агуулсан байхын тулд програмыг өөрчлөхийг хүсч байна. "+44 **********" гэж бичсэнийг олж, оддыг өөрийн дугаараар солино уу.

Хөтөлбөрийг ажиллуулахаасаа өмнө DHT22 чийгшлийн мэдрэгчийг унших номын санг татаж авах шаардлагатай болно.

git clone

Мөн номын санг суулгах шаардлагатай байна:

"cd Adafruit_Python_DHT"

"sudo apt-get update"

"sudo apt-get install build-essential python-dev"

"sudo python setup.py суулгах"

Хөөрхөн, одоо та програмыг туршиж үзэх боломжтой.

"sudo python weatherstation.py"

Хөтөлбөр ажиллаж байх үед үр дүнг гар утсандаа илгээхээс гадна терминал дээр 5 секунд тутамд хэвлэж байх ёстой.

Алхам 5: Хэлхээг бий болгох

Одоо бүх зүйл практик дээр ажиллаж байгаа тул бодит зүйлийг бүтээх цаг болжээ. Зургууд нь бүхэл бүтэн нэгж хэрхэн хоорондоо нийцэж байгаа талаархи ерөнхий санааг харуулж байна. Хоёр тусдаа орон сууц байдаг; нэг нь мэдрэгч хэлхээнд (дотор нь агаар нэвтрүүлэх нүхтэй байх болно), нөгөө нь Raspberry Pi, GPRS төхөөрөмж, PiJuice (бүрэн ус нэвтэрдэггүй) нарны хавтанг ус нэвтэрдэггүй уулзвараар тооцоолох хэсэгт холбоно. Дараа нь хоёр нэгжийг хялбархан салгаж авах боломжтой бөгөөд ингэснээр мэдрэгчийн орон сууц эсвэл тооцоолох хайрцгийг бүхэлд нь буулгахгүйгээр салгаж болно. Хэрэв та илүү олон мэдрэгч нэмж оруулах эсвэл өөр төсөлд Raspberry Pi эсвэл PiJuice хэрэгтэй бол энэ нь гайхалтай юм.

Та хоёр уулзвар хайрцгийн жижиг хэсэгт багтахын тулд протободыг эвдэх хэрэгтэй болно. Энд мэдрэх хэлхээ байрладаг. Мэдрэх хэлхээг одоо талхны самбараас protoboard руу шилжүүлэв. Одоо та бага зэрэг гагнуур хийх хэрэгтэй болно. Гагнуурын төмрийг аюулгүй ашиглахад тав тухтай байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв та итгэлгүй байгаа бол чадварлаг гагнуурчин хүнээс тусламж хүсээрэй.

Энд байгаа лабораторид ажиллаж байсан Патрикт маш их баярлалаа. Тэр хэдхэн минутын дотор үүнийг тогшиж чадсан! Хэрэв та над шиг хамгийн сайн барилгын тойрог биш, танд туслахад бэлэн Патрик шиг суут ухаантан байхгүй бол та цахилгаан хайрцагт чинь таарсан л бол хэлхээгээ талхны самбар дээр орхиж болно..

Алхам 6: Орон сууцны нэгжүүдийг бэлтгэх

Энэ хэсэг үнэхээр хөгжилтэй байдаг. Та хайрцаг бүрийн бөгжийг анзаарсан байх. Эдгээр нь хайрцгийг цахилгаан холболтын цэг болгохын тулд нокаут хийх зориулалттай. Бид тэдгээрийг мэдрэгч төхөөрөмж ба тооцоолох нэгжийн хооронд холбох, нарны зайтай холбох, мөн агаарын эргэлтийг хангах мэдрэх төхөөрөмжийн агааржуулалт болгон ашиглах болно.

Зураг дээр үзүүлсэн шиг хайрцаг тус бүр дээр нэг нүх гаргаж, хоёуланг нь холбоно уу. Нүхийг нүхлэх нь нямбай хийх нь хэцүү байж болох ч барзгар ирмэг нь хамаагүй. Нүх бүрийн эргэн тойронд хонхорхой бөгжийг цоолж, дараа нь будаг цагаан тугалга таг шиг тайлах нь хамгийн сайн арга юм. Дараа нь ус үл нэвтрэх кабелийн холбогчийг хоёр хайрцгийг холбоход ашигладаг.

Дараа нь та нарны хавтангийн утсыг тооцоолох орон сууцанд өөр нүх гаргах хэрэгтэй болно. Энэ нүхийг дараа нь хагас сохор кабелийн бэхэлгээгээр залгаарай. Цахилгаан товчлуурыг цоолохоос өмнө кабелийг дамжуулах нүхийг нүхлээрэй. Үүнийг ус нэвтэрдэггүй байлгахын тулд аль болох бага байх шаардлагатай бөгөөд дараа нь микро USB -ийн төгсгөлийг нүхээр түлхээрэй (энэ бол PiJuice -тэй холбосон төгсгөл юм).

Эцэст нь мэдрэгч төхөөрөмжид агаар оруулах, гаргах нэмэлт нүх гаргах шаардлагатай. Би хоёр хайрцгийн уулзварын яг эсрэг талд очихоор шийдсэн. Хоёрдахь нүхийг нэмж оруулах шаардлагатай байж магадгүй юм. Цаг агаарын станц ашиглан хэсэг хугацааны дараа бид олж мэдэх байх.

Алхам 7: Цаг агаарын станцыг холбож дуусгах

Зөв, бараг л тэнд байна. Эцсийн шат бол бүх зүйлийг утсаар холбох явдал юм.

Тооцоолох нэгжээс эхэлье. Энэ хайрцагт бид Raspberry Pi, PiJuice -ийг Raspberry Pi GPIO -тэй холбодог бөгөөд PiJuice дээрх GPIO -ийн таслагч руу эмэгтэй -эмэгтэй холбогч утсаар холбогддог GSM модуль байдаг. Сайхан бас эвтэйхэн! Энэ үе шатанд би нарны хавтангийн USB кабелийг оруулах цэгийн эргэн тойронд битүүмжлэгч тавихыг зөвлөж магадгүй юм. Ямар нэгэн давирхай, эсвэл супер цавуу ажиллах байх.

Дараа нь мэдрэгч төхөөрөмж рүү очно уу. Зураг дээр дээрээс доош утаснууд байна; саарал, цагаан, нил ягаан, цэнхэр нь SPI -ийн өгөгдлийн шугам, хар нь газардсан, улбар шар нь 3.3V, улаан нь 5V, ногоон нь GPIO 4. Та эдгээрт холбогдохын тулд холбогч утас хайж, ус нэвтэрдэггүй кабелиар тэжээх хэрэгтэй болно. гэрэл зураг дээр үзүүлсэн шиг холбогч. Дараа нь утас бүрийг харгалзах GPIO руу холбож, холбогчийг чангалж болно. Энэ үе шатанд дизайныг хэрхэн сайжруулах боломжтойг харахад хялбар байдаг; LDR нь маш их гэрэлд өртөхгүй (хэдийгээр харьцангуй утгыг мэдэх нь ашигтай байж магадгүй, нэмэлт нүх гаргах нь тусалж магадгүй), гэхдээ тооцоолох нэгжтэй ижил хэмжээтэй ашиглах нь дээр гэж бодож байна. Мэдрэгч нэгжийн хайрцаг, дараа нь хэлхээний самбарыг хайрцагт оруулах нь илүү хялбар бөгөөд өөр өөр зохицуулалттай тоглох өрөө байх болно.

Би үүнийг зураг дээр харж байгаа шиг одоо цэцэрлэгт байрлууллаа. Дараагийн хэдэн өдрүүдэд би бас зарим үр дүнг нийтлэх болно гэж найдаж байна! Өмнө нь хэлсэнчлэн, хэрэв танд гайхалтай төслүүдийн талаар санаа байгаа бол надад мэдэгдээрэй.