Stazione meteorologica completa Raspberry Pi: 14 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Ciao a tutti, Questo è il mio primo Instructable! In questo tutorial ti guiderò a creare una stazione meteo Raspberry Pi con il proprio database e sito web. Ho realizzato questa stazione meteorologica nel contesto di un compito scolastico, ho preso ispirazione da Instructables. La stazione meteorologica può misurare in percentuale temperatura, umidità, pressione atmosferica, velocità del vento e livello di luce. Tutti i campioni raccolti dal Raspberry Pi verranno immagazzinati all'interno di un server MySQL sul Pi stesso e verranno visualizzati su un server web!

Passaggio 1: raccogli i tuoi materiali

I materiali di questa stazione sono molto semplici. Avrai bisogno di tutti i materiali appropriati, del sensore e di un alloggiamento.

Materiali

Lampone Pi

Il tipo non ha molta importanza, puoi anche usare il Raspberry Pi Zero W ma assicurati di non prendere la prima revisione perché avrai bisogno di una connessione di rete per il server web. In questo Instructable userò il Raspberry Pi 3.

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Alcuni cavi jumper

Avrai bisogno di alcuni cavi per collegare tutti i sensori e il chip con il tuo Raspberry Pi. Esistono tre tipi di cavi jumper: da maschio a femmina, da maschio a maschio e da femmina a femmina. Avrai bisogno di circa 15 del tipo da maschio a femmina e da maschio a maschio. In ogni caso non sarebbe male prenderli tutti e tre.

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tagliere

Fare l'elettronica senza una breadboard è ingombrante. Se hai intenzione di fare più elettronica fai-da-te, questo sarà sempre utile.

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Sensori

Temperatura e umidità: Grove Temp&Hum v1.0

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Pressione barometrica: Grove – Sensore barometro BMP280 (questo sensore rileva anche la temperatura)

www.seeedstudio.com/Grove-Barometer-Sensor…

Velocità del vento: Modulo sensore a infrarossi (FC-03) LM393

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Luce: sensore di luce Grove (nota: questo è un sensore analogico, un convertitore da analogico a digitale come un MCP3008 è necessariamente)

www.seeedstudio.com/Grove-Light-Sensor-v1….

alloggiamento

L'alloggio è una parte molto importante del tuo progetto. Qui collocherai tutta la tua elettronica e i tuoi sensori. L'alloggio non ha bisogno di essere carino, ma sicuramente può esserlo. In questo Instructable realizzerò una casetta per uccelli con uno scomparto nella parte inferiore dove posso conservare il mio Raspberry Pi.

Puoi sempre scegliere un alloggiamento meno laborioso come una scatola elettronica bianca. L'unica condizione è che ci debbano essere dei fori di ventilazione in modo che il vento e l'aria possano passare oltre i sensori, altrimenti non si otterranno campioni accurati.

Passaggio 2: collegare tutti i componenti

Una volta che hai tutti i tuoi componenti, puoi iniziare eseguendo una configurazione di prova. Qui colleghi tutta la tua elettronica al tuo Raspberry Pi. Puoi trovare lo schema di Fritzing nei file. Quando tutte le connessioni sono state effettuate, puoi iniziare configurando il tuo Raspberry Pi.

Passaggio 3: configura Raspberry Pi

Se è la prima volta che lavori con un Raspberry Pi, ti consiglio vivamente di visitare il sito Web raspberrypi.org, ha alcune ottime documentazioni e tutorial per principianti.

www.raspberrypi.org

Assicurati di eseguire l'ultima versione di Debian. Puoi aggiornare digitando nel terminale in Raspberry Pi o in una sessione SSH:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Passaggio 4: installa SPI e I2C

Una volta aggiornato completamente, dovremo modificare alcune configurazioni sul nostro Raspberry Pi. Tutti i diversi sensori tranne il sensore di luce e il sensore di velocità a infrarossi utilizzano il protocollo I2C. Se desideri utilizzare questo protocollo insieme all'interfaccia SPI, dovrai abilitarlo nelle impostazioni del Raspberry Pi. È possibile configurare l'interfaccia SPI e I2C seguendo questi comandi.

sudo raspi-config

Abilita sia SPI che I2C. Quindi riavviare usando:

sudo reboot

Una volta riavviato, controlleremo se "dtparam=spi=on" e "dtsparam=i2C_arm=on" sono all'interno del file /boot/config. Quando avrai trovato queste righe dovrai decommentarle.

sudo nano /boot/config.txt

Esci dall'editor usando ctrl + x e salva.

Ora installeremo le diverse librerie per il controllo dei sensori.

sudo apt-get install python3-spidev

sudo apt-get install python-smbus sudo apt-get install i2c-tools

Passaggio 5: installa MySQL

Dopo aver configurato le basi del Raspberry Pi come la connessione a Internet e l'aggiornamento del software. Possiamo iniziare a configurare il nostro sistema di database in cui memorizzeremo tutti i nostri dati meteorologici. Useremo MySQL. Questo è un sistema di database facile da usare in cui possiamo connettere più tabelle tra loro usando le relazioni. Per installare MySQL digita nel terminale:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Durante l'installazione ti verrà chiesto di inserire una password per l'utente root. Questa password ti servirà in seguito. Una volta installati questi pacchetti puoi controllare lo stato del tuo server MySQL digitando:

mysql -uroot -p

stato

Passaggio 6: esecuzione dello script del database

Una volta che il server MySQL funziona, possiamo eseguire lo script del database. Questo script creerà un modello con diverse tabelle al suo interno. Qui memorizzeremo tutta la data acquisita dal sensore e tutte le diverse impostazioni utilizzate dal sito web.

Per eseguire uno script MySQL dal Pi, dobbiamo prima copiare lo script sul Raspberry Pi. FileZilla è un ottimo modo per copiare file tra il tuo PC e il tuo Pi. Ecco un'ottima guida su come farlo.

www.raspberrypi.org/documentation/remote-a…

Una volta che lo script è sul tuo Pi, puoi eseguirlo digitando nel terminale:

mysql -uroot -p

sorgente /percorso/di/script.sql

Passaggio 7: installazione del connettore MySQL per Python3

Vogliamo connettere il nostro database al server web che gira su Python3. Per installare questo connettore, esegui questo comando.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Passaggio 8: installare Flask

Il server web utilizza Flask. Questo microframework è altamente personalizzabile e facile da usare. Perfetto per la nostra stazione meteorologica. Per installare flask, digita questo comando in una finestra di terminale.

sudo apt-get install python3-flask

Passaggio 9: copia il server Web sul tuo Raspberry Pi

Ogni pacchetto è ora installato e tutto è configurato. Ora possiamo copiare il codice da GitHub. Ci sono due modi per ottenere il codice sul tuo Raspberry Pi: puoi scaricare il file zip principale e copiarlo sul tuo Pi con FileZilla oppure puoi clonare il repository direttamente sul tuo Raspberry Pi. Per clonare il repository digita questi comandi sul tuo Pi.

cd /percorso/ti/mi piace/

git clone

Ora dovresti avere una nuova directory chiamata WeatherStation. Puoi verificarlo con le seguenti istruzioni:

ls

Passaggio 10: modifica la classe del database

Tutto il codice è ora sul tuo Raspberry Pi. Prima di poter testare, dobbiamo configurare il connettore MySQL. Le impostazioni del connettore sono memorizzate all'interno della directory appena creata. Per andare al file dobbiamo cambiare la nostra directory corrente. Una volta individuato il file, inseriremo la nostra password di root del nostro server MySQL all'interno del file. Puoi farlo seguendo questi comandi.

cd Stazione meteorologica/Flask/Database/

nano pswd.py

Ora puoi modificare il file. Sostituisci "tua_password" con la tua password MySQL di root. Ora siamo pronti per testare il codice.

Passaggio 11: test

Ora che tutto è finalmente installato e cablato, possiamo iniziare i test. Vai alla directory Flask e digita il comando:

python3 Flask.py

Tutto dovrebbe iniziare. Ora puoi andare al tuo sito web digitando nella barra degli indirizzi:

Passaggio 12: il sito web

Quando apri il sito per la prima volta vedrai una schermata di accesso. Puoi entrare nel sito se usi come username 'Lander' e password 'Test12'. Il sito web è scritto in olandese, puoi tradurre il sito web se hai qualche conoscenza dello sviluppo web.

Passaggio 13: metti tutto nella custodia

Prendi il tuo alloggiamento e posiziona l'elettronica in modo che sia uniformemente distanziata. Userò la mia casetta per uccelli appena fatta, ho incluso il design in basso. È una semplice scatola con un doppio fondo per riporre il Raspberry Pi.

Nota: deve sempre esserci un flusso d'aria affinché il sensore di umidità funzioni correttamente. Una volta che sei soddisfatto del risultato puoi chiudere tutto e la stazione meteorologica è finita. Ora puoi posizionarlo dove preferisci e raccogliere i dati meteorologici.

Passaggio 14: la tua stazione meteorologica funziona

Congratulazioni, il tuo Raspberry Pi è ora completamente funzionante. Mettilo da qualche parte all'aperto e raccogli i dati!