Полная метеостанция Raspberry Pi: 14 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Всем привет, Это моя самая первая инструкция! В этом уроке я расскажу вам, как создать метеостанцию Raspberry Pi с собственной базой данных и веб-сайтом. Я сделал эту метеостанцию в контексте школьного задания, я черпал вдохновение в Instructables. Метеостанция может измерять температуру, влажность, атмосферное давление, скорость ветра и уровень освещенности в процентах. Все образцы, собранные Raspberry Pi, будут храниться на сервере MySQL на самом Pi и отображаться на веб-сервере!

Шаг 1. Соберите материалы

Материалы этой станции очень простые. Вам потребуются все необходимые материалы, датчик и корпус.

Материалы

Raspberry Pi

Тип не имеет большого значения, вы даже можете использовать Raspberry Pi Zero W, но не используйте первую ревизию, потому что вам потребуется сетевое подключение для веб-сервера. В этом руководстве я буду использовать Raspberry Pi 3.

www.amazon.com/Raspberry-Model-A1-2GHz-64-…

Некоторые соединительные кабели

Вам понадобятся кабели для подключения всех датчиков и микросхем к Raspberry Pi. Существует три типа соединительных кабелей: от мужчины к женщине, от мужчины к мужчине и от женщины к женщине. Вам понадобится около 15 человек от мужчины к женщине и от мужчины к мужчине. В любом случае не повредит получить всех троих.

www.amazon.com/Elegoo-120pcs-Multicolored-…

Макетная плата

Делать электронику без макета громоздко. Если вы планируете делать больше электроники своими руками, это всегда вам пригодится.

www.amazon.com/dp/B072FC35GT/ref=sxr_pa_cl…

Датчики

Температура и влажность: Grove Temp & Hum v1.0

www.seeedstudio.com/Grove-Temperature%26Hu..

Атмосферное давление: Grove - датчик барометра BMP280 (этот датчик также измеряет температуру)

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

Скорость ветра: Модуль инфракрасного датчика (FC-03) LM393

www.amazon.com/LM393-Measuring-Sensor-Phot…

Освещение: датчик освещенности Grove (примечание: это аналоговый датчик, аналого-цифровой преобразователь, такой как MCP3008, обязательно)

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

Корпус

Жилье - очень важная часть вашего проекта. Здесь вы разместите всю свою электронику и датчики. Жилье не обязательно должно быть красивым, но оно может быть красивым. В этом руководстве я сделаю скворечник с отсеком внизу, где я могу хранить свой Raspberry Pi.

Вы всегда можете выбрать менее трудоемкий корпус, например, белый ящик для электроники. Единственное условие - должны быть вентиляционные отверстия, чтобы ветер и воздух могли проходить мимо датчиков, иначе вы не получите точных образцов.

Шаг 2: Подключите все компоненты

Когда у вас будут все компоненты, вы можете начать с тестовой настройки. Здесь вы подключаете всю свою электронику к Raspberry Pi. Вы можете найти схему Fritzing в файлах. Когда все подключения будут выполнены, вы можете начать с настройки Raspberry Pi.

Шаг 3: Настройте Raspberry Pi

Если вы впервые работаете с Raspberry Pi, я настоятельно рекомендую вам посетить веб-сайт raspberrypi.org, на нем есть отличная документация и руководства для начинающих.

www.raspberrypi.org

Убедитесь, что у вас установлена последняя версия Debian. Вы можете выполнить обновление, набрав в терминале Raspberry Pi или в сеансе SSH:

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

Шаг 4: Установите SPI и I2C

После того, как вы полностью обновитесь, нам придется отредактировать некоторые конфигурации на нашем Raspberry Pi. Все различные датчики, кроме датчика освещенности и инфракрасного датчика скорости, используют протокол I2C. Если вы хотите использовать этот протокол вместе с интерфейсом SPI, вам необходимо включить его в настройках Raspberry Pi. Вы можете настроить интерфейс SPI и I2C, следуя этим командам.

sudo raspi-config

Включите как SPI, так и I2C. Затем перезагрузитесь, используя:

перезагрузка sudo

После перезагрузки мы собираемся проверить, есть ли «dtparam = spi = on» и «dtsparam = i2C_arm = on» внутри файла / boot / config. Когда вы найдете эти строки, вам нужно будет их раскомментировать.

судо нано /boot/config.txt

Выйдите из редактора с помощью ctrl + x и сохраните.

Теперь мы собираемся установить различные библиотеки для управления датчиками.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Шаг 5: установите MySQL

После того, как вы настроили основы Raspberry Pi, такие как подключение к Интернету и обновление программного обеспечения. Мы можем начать настройку нашей системы базы данных, в которой мы будем хранить все наши данные о погоде. Мы будем использовать MySQL. Это простая в использовании система баз данных, в которой мы можем соединять несколько таблиц друг с другом с помощью отношений. Чтобы установить MySQL, введите в терминал:

sudo apt-get установить mysql-server

sudo apt-get установить mysql-client

Во время установки вам будет предложено ввести пароль для пользователя root. Этот пароль понадобится вам позже. После установки этих пакетов вы можете проверить статус вашего сервера MySQL, набрав:

mysql -uroot -p

положение дел

Шаг 6: Запуск сценария базы данных

Как только сервер MySQL заработает, мы можем запустить сценарий базы данных. Этот скрипт создаст модель с разными таблицами в ней. Здесь мы будем хранить все данные, снятые датчиком, и все различные настройки, которые использует веб-сайт.

Чтобы запустить сценарий MySQL с Pi, нам сначала нужно скопировать сценарий на Raspberry Pi. FileZilla - отличный способ копировать файлы между вашим ПК и вашим Pi. Вот отличное руководство, как это сделать.

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

Как только скрипт будет на вашем Pi, вы можете запустить его, набрав в терминале:

mysql -uroot -p

источник /path/to/script.sql

Шаг 7. Установка коннектора MySQL для Python3

Мы хотим подключить нашу базу данных к веб-серверу, работающему на Python3. Чтобы установить этот соединитель, выполните эту команду.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Шаг 8: установите Flask

Веб-сервер использует Flask. Этот микрофреймворк легко настраивается и прост в использовании. Идеально подходит для нашей метеостанции. Чтобы установить Flask, введите эту команду в окне терминала.

sudo apt-get установить python3-flask

Шаг 9: скопируйте веб-сервер на свой Raspberry Pi

Теперь все пакеты установлены и все настроено. Теперь мы можем скопировать код с GitHub. Есть два способа получить код на Raspberry Pi: вы можете либо загрузить главный zip-файл и скопировать его на свой Pi с помощью FileZilla, либо вы можете клонировать репозиторий прямо на Raspberry Pi. Чтобы клонировать репозиторий, вы вводите эти команды на своем Pi.

cd / путь / вам / нравится /

git clone

Теперь у вас должен быть новый каталог под названием WeatherStation. Вы можете проверить это с помощью следующей инструкции:

ls

Шаг 10: отредактируйте класс базы данных

Теперь весь код находится на вашем Raspberry Pi. Прежде чем мы сможем протестировать, нам нужно настроить MySQL-коннектор. Настройки коннектора хранятся во вновь созданном каталоге. Чтобы перейти к файлу, нам нужно изменить наш текущий каталог. После того, как мы нашли файл, мы вставим в него наш корневой пароль нашего сервера MySQL. Вы можете сделать это, следуя этим командам.

компакт-диск WeatherStation / Flask / Database /

нано pswd.py

Теперь вы можете редактировать файл. Замените your_password своим корневым паролем MySQL. Теперь мы готовы протестировать код.

Шаг 11: Тестирование

Теперь, когда все, наконец, установлено и подключено, мы можем начать тестирование. Перейдите в каталог Flask и введите команду:

python3 Flask.py

Все должно запуститься. Теперь вы можете перейти на свой веб-сайт, набрав в адресной строке: http: IP_RASPBERRY: 5000 /.

Шаг 12: Веб-сайт

При первом открытии сайта вы увидите экран входа в систему. Вы можете войти на сайт, если используете в качестве имени пользователя «Lander» и пароль «Test12». Веб-сайт написан на голландском языке, вы можете перевести веб-сайт, если у вас есть какие-либо знания в области веб-разработки.

Шаг 13: поместите все в корпус

Возьмите корпус и расположите электронику равномерно. Я буду использовать свой недавно сделанный скворечник, дизайн я включил ниже. Это простая коробка с ложным дном для хранения Raspberry Pi.

Примечание: для правильной работы датчика влажности всегда должен быть поток воздуха. Как только вы будете удовлетворены результатом, вы можете закрыть все, и метеостанция готова. Теперь вы можете разместить его где угодно и собирать данные о погоде.

Шаг 14: ваша метеостанция работает

Поздравляем, ваш Raspberry Pi теперь полностью работоспособен. Разместите его где-нибудь под открытым небом и соберите данные!