Raspberry Pi күн метеостанциясы: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұрынғы екі жобамның ықшам камерасы мен портативті ойындар консолі аяқталғаннан кейін мен жаңа сынақ тапқым келді. Табиғи прогресс сыртқы қашықтағы жүйе болды …

Мен Raspberry Pi метеостанциясын салғым келді, ол өзін желіден ұстап тұрды және нәтижелерін маған сымсыз байланыс арқылы кез келген жерден жіберді! Бұл жобаның шынымен де қиыншылықтары болды, бірақ, бақытқа орай, Raspberry Pi -ді қуаттандыру - PiJuice -ді күн сәулесімен қуат көзі ретінде пайдалану арқылы жеңілдетілген негізгі қиындықтардың бірі (біздің революциялық PiAnywhere технологиясымен - ең жақсы әдіс) Пиді тордан алыңыз!).

Менің бастапқы ойым фантастикалық AirPi модулін оқу үшін қолдану болды. Бұл екі негізгі кемшілікке ие болды; нәтижелерді жүктеу үшін оған тікелей интернет байланысы қажет және оны Pi -дегі GPIO -ға тікелей қосу керек, бұл оны Raspberry Pi -ді шығармай ауаға шығаруға болмайды (егер біз бұл ауа райы станциясын қаласақ, бұл өте жақсы емес). кез келген уақытқа созылады).

Шешім … менің жеке сенсорлық модульді құр! AirPi -дің көп бөлігін шабыттандыру үшін менде бар бірнеше сенсордың көмегімен өте қарапайым прототипті жинай алдым; температура, ылғалдылық, жарық деңгейі және жалпы газдар. Мұндағы керемет нәрсе - кез келген уақытта сенсорларды қосу өте оңай.

Мен Raspberry Pi a+ қолдануды шештім, себебі оның қуаты аз. Маған нәтижелерді жіберу үшін мен EFCom Pro GPRS/GSM модулін қолдандым, ол ұялы телефоныма нәтижелері бар мәтінді жібере алады! Өте ұқыпты, дұрыс па?

Мен күн сәулесімен немесе портативті басқа да керемет жобалар туралы ойларыңызға қуаныштымын. Түсініктемелерде маған хабарлаңыз, мен оқулық жасау үшін бар күшімді саламын!

1 -қадам: бөлшектер

1 x PiJuice + күн панелі (біздің PiAnywhere революциялық технологиясымен толық - Пи -ді желіден шығарудың ең жақсы жолы!)

1 x Raspberry Pi a+

1 x EFCom Pro GPRS/GSM модулі

1 x SIM картасы

1 х нан тақтасы

Protoboard

1 x MCP3008 ADC

1 x LDR

1 x LM35 (температура сенсоры)

1 x DHT22 (ылғалдылық сенсоры)

1 x TGS2600 жалпы ауа сапасы сенсоры

1 x 2,2 кОм резистор

1 x 22 кОм резистор

1 x 10 кОм резистор

10 x Әйел - әйел секіргіш сымдары

Бір калибрлі сымдардың ассортименті

1 x Сыртқы қосылуға арналған жалғыз қорап

1 x Сыртқы қосарланған қосылу қорабы

1 x Су өткізбейтін кабель қосқышы

2 x 20 мм жартылай соқыр кабельді громметтер

2 -қадам: сенсорлық тізбек

Бұл жобаның бірнеше элементтері бар, сондықтан бәрін қадаммен жасаған дұрыс. Алдымен мен сенсорлық тізбекті қалай біріктіру керектігін айтамын.

Мұны алдымен нан тақтасына салу жақсы, егер сіз қателескен болсаңыз, мен схеманы және қадамдық суреттерді қостым.

1. Қосылған бірінші компонент - бұл сандық түрлендіргішке MCP3008 аналогы. Бұл 8 аналогтық кірісті қабылдай алады және Raspberry Pi -мен SPI арқылы байланысады. Чипті жоғары қаратып, жартылай шеңбер сізден алыста орналасқан, оң жақтағы түйреуіштер Raspberry Pi-ге қосылады. Оларды көрсетілгендей жалғаңыз. Егер сіз чиптің қалай жұмыс істейтіні туралы көбірек білгіңіз келсе, мұнда MCP3008 мен SPI протоколына арналған тамаша нұсқаулық бар.
2. Сол жақ түйреуіштер жоғарыдан төмен қарай 0-7 нөмірленген 8 аналогтық кіріс болып табылады. Біз тек LDR, жалпы газ сенсоры (TGS2600) және температура сенсоры (LM35) үшін бірінші 3 -ті (CH0, CH1, CH2) қолданамыз. Алдымен диаграммада көрсетілгендей LDR қосыңыз. 2.2KΩ резистор мен CH0 арқылы бір жағы жерге, екіншісі 3.3В дейін.
3. Содан кейін «жалпы газ сенсорын» қосыңыз. Бұл газ сенсоры сутегі мен көміртегі тотығы сияқты ауаны ластайтын заттарды анықтау үшін қолданылады. Мен нақты концентрацияларды қалай алуға болатынын әлі ойластырған жоқпын, сондықтан әзірге бұл сенсордың нәтижесі негізгі пайыздық деңгей болып табылады, мұнда 100% толық қаныққан. Сенсорды жоғары қаратып (астыңғы жағындағы түйреуіштер), кіші шығыңқы жақтың оң жағында орналасқан түйреуіш 1 -штырь, содан кейін сандар түйреуіштің айналасында сағат тілімен өседі. Осылайша, 1 және 2 түйреуіштер 5В қосылады, 3 түйреуіш CH1 мен жерге 22КΩ резистор арқылы қосылады, ал түйреуіш 4 жерге тікелей қосылады.
4. Қосылатын соңғы аналогтық сенсор - LM35 температура сенсоры. Бұл 3 түйреуішке ие. Датчикті алыңыз, сонда жазық жағы сізге ең жақын болады, сол жақ түйреуіш 5В -қа тікелей қосылады (диаграммада белгіленбеген, менің нашар!), Орталық түйреуіш CH2 -ге, ал оң жақ түйреуіш жерге тікелей қосылады. Оңай!
5. Қосылатын соңғы компонент - DHT22 ылғалдылық сенсоры. Бұл сандық сенсор, сондықтан оны тікелей Raspberry Pi -ге қосуға болады. Сенсорды торды өзіңізге қаратып, астындағы төрт түйреуіштен алыңыз. Түйреуіштер сол жақтағы 1 -ден реттеледі. 1 -ден 3,3 В -қа дейін қосыңыз. 2 -түйреуіш GPIO4 және 3.3V -ге 10 кОм резистор арқылы өтеді. 3 -істікті ажыратылған күйде қалдырыңыз, ал 4 -түйреуіш жерге тікелей түседі.

Міне бітті! Сынақ схемасы құрылды. Уақыт болғанда мен басқа компоненттерді қосамын деп үміттенемін. Мен қысым сенсорын, жел жылдамдығының сенсорын қосқым келеді және газ концентрациясы туралы ақылды деректерді алғым келеді.

3 -қадам: GSM модулі

Енді сенсорлық тізбектер құрылды, нәтижелерді алу әдісі болуы керек. Бұл жерде GSM модулі пайда болады. Біз оны ұялы желі арқылы нәтижені күніне бір рет SMS арқылы жіберу үшін қолданамыз.

GSM модулі Raspberry Pi -мен UART көмегімен сериялық байланыс жасайды. Мұнда Raspberry Pi -мен сериялық байланыс туралы керемет ақпарат бар. Pi сериялық портын бақылауға алу үшін алдымен конфигурация жасау керек.

Raspbian Pi стандартты Raspbian кескінімен жүктеңіз. Енді «/boot/cmdline.txt» файлын өзгертіңіз:

«dwc_otg.lpm_enable = 0 консоль = ttyAMA0, 115200 kgdboc = ttyAMA0, 115200 консоль = tty1 түбір =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 элеватор = түпкі күту уақыты»

дейін:

«dwc_otg.lpm_enable = 0 консоль = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 лифті = түпкі күту уақыты»

мәтіннің асты сызылған бөлігін алып тастау арқылы.

Екіншіден, келесі бөлімде екінші жолды түсіндіру арқылы «/etc/inittab» файлын өңдеу керек:

#Raspberry Pi сериялы желісінде гетті себіңізT0: 23: respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100 «

Осылайша ол былай деп жазылған:

«#Raspberry Pi сериялық желісінде #T0: 23: geta спайв:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100»

және Pi -ді қайта жүктеңіз. Енді сериялық порт қалауыңыз бойынша еркін байланысуы керек. GSM модулін қосатын уақыт келді. Мұның қалай жасалатынын білу үшін алдыңғы қадамдағы схеманы және жоғарыдағы суреттерді қараңыз. Негізінде TX RX -ке, ал RX TX -ке қосылған. Raspberry Pi TX және RX -те сәйкесінше GPIO 14 және 15 орналасқан.

Енді сіз модульдің жұмыс істеп тұрғанын тексергіңіз келеді, сондықтан мәтінді жіберуге тырысайық! Ол үшін сізге Minicom жүктеу керек. Бұл сериялық портқа жазуға мүмкіндік беретін бағдарлама. Қолдану:

«sudo apt-get install minicom»

Ол орнатылғаннан кейін minicom келесі пәрменмен ашылуы мүмкін:

«minicom -b 9600 -o -D /dev /ttyAMA0»

9600-жіберу жылдамдығы және /dev /ttyAMA0-Pi сериялық портының атауы. Бұл терминалды эмуляторды ашады, онда сіз жазғандарыңыз сериялық портта пайда болады, яғни GSM модуліне жіберіледі.

Қосылған SIM картаны GSM модуліне салыңыз және қуат түймесін басыңыз. Осыдан кейін көк жарық диодты жарықтандыру керек. GSM модулі AT командалық жиынын пайдаланады, егер сізді шынымен қызықтырса, құжаттама осында. Енді біз Raspberry Pi модульді келесі пәрменмен анықтағанын тексереміз:

«AT»

модуль жауап беруі керек:

«ЖАРАЙДЫ МА»

Тамаша! Содан кейін біз модульді SMS -ті екілік емес мәтін ретінде жіберу үшін конфигурациялауымыз керек:

«AT+CMGF = 1»

тағы да жауап «жақсы» болуы керек. Енді біз SMS жіберу пәрменін жазамыз:

«AT+CMGS =» 44 ************* «», жұлдызшаларды нөміріңізге ауыстырыңыз.

Модем «>» деп жауап береді, содан кейін сіз хабарлама жаза аласыз. Хабарды жіберу үшін түймесін басыңыз. Міне, және сәттілікпен сіз Raspberry Pi -ден мәтінді алдыңыз.

Енді біз GSM модулі жұмыс істейтінін білсек, сіз minicom -ды жаба аласыз; бізге бұл жобаның қалған бөлігінде қажет емес.

4 -қадам: Бағдарламалық жасақтаманы жүктеп алыңыз және құрғақ іске қосыңыз

Бұл кезеңде барлығы сыммен қосылып, құрғақ жүгіруді тексеруге дайын болуы керек. Мен әр сенсордан оқуды алатын, содан кейін нәтижелерді ұялы телефонға жіберетін өте қарапайым питон бағдарламасы жаздым. Сіз бүкіл бағдарламаны PiJuice Github бетінен жүктей аласыз. Енді PiJuice модулімен тестілеудің жақсы уақыты болуы мүмкін. Ол жай ғана Raspberry Pi GPIO -на қосылады, Pi -ге қосылған барлық сымдар PiJuice -тегі сәйкес істікшелерге тікелей қосылады. Пи сияқты оңай. Кодты жүктеу үшін мына пәрменді қолданыңыз:

«git clone

Бұл деректерді күніне бір рет жіберуге арналған. Тексеру үшін бұл өте жақсы емес, сондықтан сіз бағдарламаны өңдегіңіз келуі мүмкін. Бұл оңай орындалады; файлды ашыңыз; «sudo nano weatherstation.py». Жоғарғы жағында «кідірісті орнату» бөлімі бар. «Кешіктіру = 86400» жолына түсініктеме беріңіз және «кешігу = 5» түсініктемесін қалдырыңыз. Енді нәтижелер әр 5 секунд сайын жіберіледі. Сіз сондай -ақ бағдарламаны өзіңіздің ұялы нөміріңіз болатындай етіп өзгерткіңіз келеді. «+44 **********» деп жазылған жерді тауып, жұлдыздарды өз нөміріңізге ауыстырыңыз.

Бағдарламаны іске қоспас бұрын сізге DHT22 ылғалдылық датчигін оқу үшін кітапхананы жүктеу қажет:

«git clone

Ал кітапхананы орнату қажет:

«CD Adafruit_Python_DHT»

«sudo apt-get update»

«sudo apt-get install build-essential python-dev»

«sudo python setup.py орнату»

Керемет, енді сіз бағдарламаны тексере аласыз.

«sudo python weatherstation.py»

Бағдарлама жұмыс істеп тұрған кезде, нәтижелер ұялы телефоныңызға жіберілуі керек, сонымен қатар әр 5 секунд сайын терминалда басып шығарылады.

5 -қадам: Схеманы құрыңыз

Енді бәрі іс жүзінде жұмыс істеп жатқандықтан, нақты нәрсені құрудың уақыты келді. Суреттер бүкіл қондырғының қалай үйлесетіні туралы жалпы түсінікті көрсетеді. Екі бөлек тұрғын үй бар; біреуі сезімтал контурға арналған (оның ішінде ауа айналымын қамтамасыз ететін тесіктері болады), екіншісі Raspberry Pi, GPRS қондырғысы мен PiJuice үшін (толығымен су өткізбейтін) күн панелі су өткізбейтін торабы бар есептеу блогына қосылады. Содан кейін екі блокты оңай ажыратуға болады, осылайша сенсор корпусын немесе есептегіш корпусты бүкіл құрылғыны түсірмей -ақ алып тастауға болады. Егер сіз басқа сенсорларды қосқыңыз келсе немесе сізге басқа жоба үшін Raspberry Pi немесе PiJuice қажет болса, бұл өте жақсы.

Сізге протокол тақтасын екі қосылу қорабының кішігірім бөлігіне сәйкес келу үшін сындыру қажет болады. Бұл жерде сенсорлық схема орналасқан. Сенсорлық схема енді тақтадан протоборға ауысады. Енді сізге аздап дәнекерлеу керек болады. Дәнекерлеу үтігін қауіпсіз пайдалану ыңғайлы екеніне көз жеткізіңіз. Егер сіз сенімді болмасаңыз, білікті дәнекерлеушіден көмек сұраңыз.

Мені осы схеманың нақты хэшін жасаудан құтқарған зертханада Патрикке көп рахмет. Ол санаулы минуттарда оны қағып үлгерді! Егер мен сияқты, сіз ең жақсы құрылыс тізбегі болмасаңыз және сізге көмектесуге дайын Патрик сияқты данышпан жоқ болса, онда сіз әрқашан электр қорабына сәйкес келгенше схеманы нан тақтасында қалдыра аласыз..

6 -қадам: тұрғын үйлерді дайындау

Бұл бөлім шынымен қызықты болады. Сіз әр қораптағы сақиналарды байқаған боларсыз. Бұл қораптар электриктерге арналған торапқа айналуы үшін нокаутқа арналған. Біз оларды датчик пен есептеу бірлігі арасында, күн панеліне қосылу үшін, сондай -ақ ауа айналымын қамтамасыз ету үшін сенсорлық қондырғы үшін желдету ретінде қолданамыз.

Алдымен суреттерде көрсетілгендей, екеуінің арасындағы байланыс үшін әр қораптан бір тесік шығарыңыз. Тесіктерді қағу ұқыпты болуы мүмкін, бірақ өрістің шеті маңызды емес. Мен бұрағышты пайдаланып, әр тесіктің айналасындағы ойық сақинаны тесіп, содан кейін оны қалайы қақпағы сияқты алып тастаудың ең жақсы әдісін таптым. Содан кейін су өткізбейтін кабель қосқышы екі қорапты қосу үшін қолданылады.

Содан кейін сіз күн панелінің сымына арналған есептегіш корпусында тағы бір тесік жасауыңыз керек. Бұл тесік содан кейін жартылай соқыр кабельдік тетіктердің біріне қосылады. Қабырғаға тесік жасамас бұрын, оған кабель өтетін тесік жасаңыз. Бұл су өткізбейтін етіп мүмкіндігінше аз болуы керек, содан кейін микро USB ұшын тесік арқылы итеріңіз (бұл PiJuice -ке қосылатын ұш).

Соңында ауаның кіруі мен шығуына мүмкіндік беретін сенсорлық қондырғыда қосымша тесік жасау керек. Мен екі қораптың торабына қарама -қарсы жаққа баруды шештім. Екінші тесікті қосу қажет болуы мүмкін. Біраз уақыттан кейін метеостанцияны пайдаланып білеміз деп ойлаймын.

7 -қадам: метеостанцияны қосу және аяқтау

Дұрыс, жақында. Соңғы кезең - бәрін сыммен байланыстыру.

Есептеу қондырғысынан бастаңыз. Бұл қорапта бізде Raspberry Pi, PiJuice бар, ол Raspberry Pi GPIO -ға қосылады және PiJuice -дегі GPIO үзілісіне аналықтан әйелге қосылатын GSM модулі қосылады. Жақсы және ыңғайлы! Бұл кезеңде мен күн батареясына арналған USB кабелінің кіру нүктесіне қандай да бір тығыздағыш қоюды ұсынар едім. Мүмкін, қандай да бір шайыр немесе супплей жұмыс істейтін болар.

Содан кейін сенсорлық қондырғыға өтіңіз. Фотода жоғарыдан төменге қарай сымдар; сұр, ақ, күлгін және көк - SPI деректер желісі, қара - жер, апельсин - 3,3В, қызыл - 5В, жасыл - GPIO 4. Оларға қосылу үшін өтпелі сымдарды табу керек, содан кейін оларды су өткізбейтін кабель арқылы беру керек. қосқыш фотосуреттерде көрсетілгендей. Содан кейін әр сымды сәйкес GPIO -ға қосуға болады және коннекторды қатайтуға болады. Бұл кезеңде дизайнды қалай жақсартуға болатынын көру оңай; LDR үлкен жарыққа ұшырамайды (салыстырмалы мәндерді білу әлі де пайдалы болуы мүмкін, ал қосымша тесікті шығарып тастау көмектесуі мүмкін), менің ойымша, есептеу бірлігі сияқты өлшемді қолдану жақсы болар еді. сенсорлық қондырғыға арналған қорап, содан кейін қорапқа электронды тақтаны салу оңай болады және әр түрлі қондырғылармен ойнауға орын болады.

Мен оны қазір бақшаға қойдым, фотосуреттерде көріп тұрғандай. Алдағы бірнеше күнде мен кейбір нәтижелерді жариялай аламын деп үміттенемін! Жоғарыда айтқанымдай, егер сізде керемет жобалар туралы идеялар болса, маған хабарлаңыз!