Hoàn thành Trạm thời tiết Raspberry Pi: 14 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Chào mọi người, Đây là tài liệu hướng dẫn đầu tiên của tôi! Trong hướng dẫn này, tôi sẽ hướng dẫn bạn tạo một trạm thời tiết Raspberry Pi với cơ sở dữ liệu và trang web của riêng nó. Tôi đã thực hiện trạm thời tiết này trong bối cảnh một bài tập ở trường, tôi đã lấy cảm hứng của mình trên Các bài giảng. Trạm thời tiết có thể đo nhiệt độ, độ ẩm, khí áp, tốc độ gió và mức độ ánh sáng theo tỷ lệ phần trăm. Tất cả các mẫu mà Raspberry Pi thu thập sẽ được lưu trữ bên trong máy chủ MySQL trên chính Pi và sẽ được hiển thị trên máy chủ web!

Bước 1: Thu thập tài liệu của bạn

Vật liệu của nhà ga này rất đơn giản. Bạn sẽ cần tất cả các vật liệu thích hợp, cảm biến và vỏ.

Vật liệu

Raspberry Pi

Loại không quan trọng, bạn thậm chí có thể sử dụng Raspberry Pi Zero W nhưng hãy đảm bảo không thực hiện bản sửa đổi đầu tiên vì bạn sẽ cần kết nối mạng cho máy chủ web. Trong phần có thể hướng dẫn này, tôi sẽ sử dụng Raspberry Pi 3.

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

Một số cáp jumper

Bạn sẽ cần một số cáp để kết nối tất cả các cảm biến và chip với Raspberry Pi của mình. Có ba loại dây nhảy: cáp nam cho nữ, nam cho nam và dây nữ cho nữ. Bạn sẽ cần khoảng 15 người từ nam sang nữ và nam thành nam. Dù bằng cách nào, sẽ không có hại gì nếu có được cả ba người trong số họ.

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

Breadboard

Làm điện tử mà không có breadboard là điều khó sử dụng. Nếu bạn có kế hoạch tự làm thêm đồ điện tử, điều này sẽ luôn hữu ích.

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

Cảm biến

Nhiệt độ và độ ẩm: Grove Temp & Hum v1.0

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

Áp suất khí quyển: Grove - Cảm biến khí áp kế BMP280 (cảm biến này cũng ghi lại nhiệt độ)

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

Tốc độ gió: Mô-đun cảm biến hồng ngoại (FC-03) LM393

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

Ánh sáng: Cảm biến ánh sáng Grove (lưu ý: đây là cảm biến tương tự, nhất thiết phải có bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số như MCP3008)

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

Nhà ở

Nhà ở là một phần rất quan trọng trong dự án của bạn. Tại đây bạn sẽ đặt tất cả các thiết bị điện tử và cảm biến của mình. Nhà ở không cần phải đẹp nhưng chắc chắn có thể. Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ tạo một chuồng chim với một ngăn ở dưới cùng để tôi có thể cất Raspberry Pi của mình.

Bạn luôn có thể chọn một nhà ở ít tốn công hơn như hộp điện tử màu trắng. Điều kiện duy nhất là phải có lỗ thông hơi để gió và không khí có thể lướt qua các cảm biến, nếu không bạn sẽ không lấy được mẫu chính xác.

Bước 2: Kết nối tất cả các thành phần

Khi bạn có tất cả các thành phần của mình, bạn có thể bắt đầu bằng cách thiết lập thử nghiệm. Tại đây bạn kết nối tất cả các thiết bị điện tử của mình với Raspberry Pi. Bạn có thể tìm thấy giản đồ Fritzing trong các tệp. Khi tất cả các kết nối được thực hiện, bạn có thể bắt đầu bằng cách thiết lập Raspberry Pi của mình.

Bước 3: Thiết lập Raspberry Pi

Nếu đây là lần đầu tiên bạn làm việc với Raspberry Pi, tôi thực sự khuyên bạn nên truy cập trang web raspberrypi.org, nó có một số tài liệu và hướng dẫn tuyệt vời cho người mới bắt đầu.

www.raspberrypi.org

Đảm bảo rằng bạn đang chạy phiên bản Debian mới nhất. Bạn có thể nâng cấp bằng cách nhập vào thiết bị đầu cuối trong Raspberry Pi hoặc trong một phiên SSH:

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

Bước 4: Cài đặt SPI và I2C

Sau khi bạn được nâng cấp đầy đủ, chúng tôi sẽ phải chỉnh sửa một số cấu hình trên Raspberry Pi của mình. Tất cả các cảm biến khác nhau ngoại trừ cảm biến ánh sáng và cảm biến tốc độ hồng ngoại đều sử dụng giao thức I2C. Nếu bạn muốn sử dụng giao thức này cùng với giao diện SPI, bạn sẽ cần phải kích hoạt tính năng này trong cài đặt của Raspberry Pi. Bạn có thể thiết lập giao diện SPI và I2C bằng cách làm theo các lệnh sau.

sudo raspi-config

Bật cả SPI và I2C. Sau đó khởi động lại bằng cách sử dụng:

khởi động lại sudo

Sau khi khởi động lại, chúng tôi sẽ kiểm tra xem “dtparam = spi = on” và “dtsparam = i2C_arm = on” có bên trong tệp / boot / config hay không. Khi bạn đã tìm thấy những dòng này, bạn sẽ phải bỏ ghi chú những dòng này.

sudo nano /boot/config.txt

Thoát khỏi trình chỉnh sửa bằng cách sử dụng ctrl + x và lưu.

Bây giờ chúng ta sẽ cài đặt các thư viện khác nhau để điều khiển các cảm biến.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Bước 5: Cài đặt MySQL

Sau khi bạn đã thiết lập những điều cơ bản của Raspberry Pi như kết nối Internet và cập nhật phần mềm. Chúng tôi có thể bắt đầu thiết lập hệ thống cơ sở dữ liệu của mình, nơi chúng tôi sẽ lưu trữ tất cả dữ liệu thời tiết của mình. Chúng tôi sẽ sử dụng MySQL. Đây là một hệ thống cơ sở dữ liệu dễ sử dụng, nơi chúng ta có thể kết nối nhiều bảng với nhau bằng cách sử dụng quan hệ. Để cài đặt loại MySQL trong terminal:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Trong quá trình cài đặt, bạn sẽ được nhắc điền mật khẩu cho người dùng root. Bạn sẽ cần mật khẩu này sau này. Sau khi các gói này được cài đặt, bạn có thể kiểm tra trạng thái của máy chủ MySQL của mình bằng cách nhập:

mysql -uroot -p

trạng thái

Bước 6: Chạy Tập lệnh Cơ sở dữ liệu

Khi máy chủ MySQL hoạt động, chúng ta có thể chạy tập lệnh cơ sở dữ liệu. Tập lệnh này sẽ tạo một mô hình với các bảng khác nhau trong đó. Tại đây, chúng tôi sẽ lưu trữ tất cả ngày cảm biến chụp và tất cả các cài đặt khác nhau mà trang web sử dụng.

Để chạy một tập lệnh MySQL từ Pi, trước tiên chúng ta cần sao chép tập lệnh vào Raspberry Pi. FileZilla là một cách tuyệt vời để sao chép tệp giữa PC và Pi của bạn. Đây là một hướng dẫn tuyệt vời để làm như vậy.

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

Khi tập lệnh có trên Pi của bạn, bạn có thể chạy nó bằng cách nhập vào thiết bị đầu cuối:

mysql -uroot -p

nguồn /path/to/script.sql

Bước 7: Cài đặt MySQL Connector cho Python3

Chúng tôi muốn kết nối cơ sở dữ liệu của mình với máy chủ web chạy trên Python3. Để cài đặt trình kết nối này, bạn chạy lệnh này.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Bước 8: Cài đặt Flask

Máy chủ web sử dụng Flask. Microframework này có khả năng tùy biến cao và dễ sử dụng. Hoàn hảo cho trạm thời tiết của chúng tôi. Để cài đặt bình, hãy nhập lệnh này trong cửa sổ dòng lệnh.

sudo apt-get install python3-flask

Bước 9: Sao chép Máy chủ web trên Raspberry Pi của bạn

Mọi gói hiện đã được cài đặt và mọi thứ đã được thiết lập. Bây giờ chúng ta có thể sao chép mã từ GitHub. Có hai cách bạn có thể lấy mã trên Raspberry Pi của mình: bạn có thể tải xuống tệp zip chính và sao chép nó trên Pi bằng FileZilla hoặc bạn có thể sao chép kho lưu trữ trực tiếp trên Raspberry Pi của mình. Để sao chép kho lưu trữ, bạn nhập các lệnh này trên Pi của mình.

cd / path / you / like /

git clone

Bây giờ bạn sẽ có một thư mục mới có tên WeatherStation. Bạn có thể kiểm tra điều này bằng hướng dẫn sau:

ls

Bước 10: Chỉnh sửa lớp cơ sở dữ liệu

Tất cả mã hiện đã có trên Raspberry Pi của bạn. Trước khi có thể kiểm tra, chúng ta cần cấu hình MySQL-connector. Cài đặt của trình kết nối được lưu trữ bên trong thư mục mới được tạo. Để chuyển đến tệp, chúng tôi cần thay đổi thư mục hiện tại của chúng tôi. Khi chúng tôi đã định vị tệp, chúng tôi sẽ chèn mật khẩu gốc của máy chủ MySQL của chúng tôi vào bên trong tệp. Bạn có thể làm điều này bằng cách làm theo các lệnh sau.

cd WeatherStation / Flask / Cơ sở dữ liệu /

nano pswd.py

Bây giờ bạn có thể chỉnh sửa tệp. Thay thế “your_password” bằng mật khẩu MySQL gốc của bạn. Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng để kiểm tra mã.

Bước 11: Kiểm tra

Bây giờ mọi thứ cuối cùng đã được cài đặt và kết nối, chúng tôi có thể bắt đầu thử nghiệm. Chuyển đến thư mục Flask và nhập lệnh:

python3 Flask.py

Mọi thứ nên bắt đầu. Giờ đây, bạn có thể truy cập trang web của mình bằng cách nhập vào thanh địa chỉ: http: IP_RASPBERRY: 5000 /.

Bước 12: Trang web

Khi bạn mở trang web lần đầu tiên, bạn sẽ thấy một màn hình đăng nhập. Bạn có thể vào trang web nếu bạn sử dụng làm tên người dùng ‘Lander’ và mật khẩu ‘Test12’. Trang web được viết bằng tiếng Hà Lan, bạn có thể dịch trang web nếu bạn có bất kỳ kiến thức nào về phát triển web.

Bước 13: Đặt mọi thứ vào Bao vây

Lấy vỏ của bạn và định vị các thiết bị điện tử sao cho có khoảng cách đều nhau. Tôi sẽ sử dụng chuồng chim mới làm của tôi, tôi đã bao gồm thiết kế bên dưới. Nó là một chiếc hộp đơn giản có đáy giả để chứa Raspberry Pi.

Lưu ý: luôn phải có luồng không khí để cảm biến độ ẩm hoạt động tốt. Khi bạn hài lòng với kết quả, bạn có thể đóng mọi thứ và trạm thời tiết đã hoàn thành. Bây giờ bạn có thể đặt nó ở nơi nào bạn thích và thu thập dữ liệu thời tiết.

Bước 14: Trạm thời tiết của bạn đang hoạt động

Xin chúc mừng Raspberry Pi của bạn hiện đã hoạt động đầy đủ. Đặt nó ở một nơi nào đó thoáng và thu thập dữ liệu!