Fanair: eine Wetterstation für Ihr Zimmer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Es gibt unzählige Möglichkeiten, das aktuelle Wetter zu erfahren, aber dann kennt man nur das Wetter draußen. Was ist, wenn Sie das Wetter in Ihrem Haus, in einem bestimmten Raum wissen möchten? Das versuche ich mit diesem Projekt zu lösen.

Fanair verwendet mehrere Sensoren, um Folgendes zu erfassen:

• Temperatur
• Feuchtigkeit
• hell
• bestimmte Gase
• Luftdruck

Es ist sehr kompakt und nutzt den Raspberry Pi 3 B, um die Werte abzurufen, in einer MySQL-Datenbank zu speichern und dann einfach auf einer Website verfügbar zu machen. Im Code und auf der Website enthalten ist die Möglichkeit, aktuelle Wetterdaten für Ihren Standort abzurufen, sodass die Website auch zum Überprüfen des Außenwetters verwendet werden kann.

Schritt 1: Holen Sie sich alle erforderlichen Artikel

Zuallererst benötigen Sie grundlegende Elektronik wie Drähte / Überbrückungskabel. Wenn Sie planen, alles als dauerhaftes Projekt zusammenzulöten, benötigen Sie natürlich auch einen Lötkolben, Lötmittel und zu Ihrem eigenen Komfort eine Platine, auf die Sie alles löten können.

Für spezifischere Artikel habe ich diese Stückliste erstellt.

• Raspberry Pi 3 B
• MPC3008 - 8-Kanal 10-Bit-ADC
• AM2301 Thermometer Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
• WR Rademacher WR-tyoe 930-1 PCB
• ABS Case für Prototyping (schwarz)
• LDR
• MQ135 Gassensor
• 2x BC517 Darlington-Transistor
• RGB-LED
• Widerstandspaket
• Summer
• Drähte
• BMP280 Barometer
• Leiser USB-Lüfter (5V)

Insgesamt sollte dies etwa 110 € kosten. Beachten Sie, dass der Gesamtpreis eine ungefähre Angabe ist. Außerdem hat mein Projekt einen LCD-Bildschirm auf dem Foto, der jedoch nicht angeschlossen ist, da in meinem Fall nicht genügend Platz vorhanden war, sodass er nicht in der Anleitung enthalten ist.

Schritt 2: Bereiten Sie Ihren Raspberry Pi vor

Holen Sie sich Ihr Raspian Jessie mit Pixel-Betriebssystem von der offiziellen Raspberry Pi-Site und entpacken Sie es nach dem Herunterladen. Sie erhalten eine Bilddatei. Um es auf den Pi zu bekommen, müssen Sie es mit Win32 Disk Imager auf die SD-Karte schreiben. Wählen Sie nach der Installation die Image-Datei und das Laufwerk aus, in dem sich Ihre SD-Karte befindet. Drücken Sie dann auf Schreiben und warten Sie, bis es fertig ist.

Wenn es fertig ist, klicken Sie im Datei-Explorer auf Ihre SD-Karte und öffnen Sie die Datei "cmdline.txt". Nachdem Sie es gespeichert haben, sollten Sie mit der rechten Maustaste irgendwo im Fenster klicken und eine neue Datei namens 'ssh' erstellen. Beachten Sie, dass diese Datei keine Dateierweiterung hat. Um sicherzustellen, dass es keine Erweiterung hat, klicken Sie im Datei-Explorer auf "Ansicht" und aktivieren Sie "versteckte Dateien". Wenn dies der Fall ist, benennen Sie es um und löschen Sie die Erweiterung, sodass es nur 'ssh' liest.

Danach können Sie Ihre SD-Karte endlich in den Raspberry Pi stecken. Laden Sie einen SSH-Client herunter (ich empfehle MobaXterm). Und verbinden Sie sich über ssh mit der IP, die Sie zuvor '254.169.10.2' festgelegt haben. Der Benutzername ist 'pi', das Passwort 'raspberry'. Wenn Sie möchten, können Sie das Passwort ändern, indem Sie im Terminal den Befehl 'sudo passwd' eingeben und den Anweisungen folgen. Da wir einen guten Teil der SD-Karte für Fanair verwenden werden, sollten Sie den verfügbaren Speicher erweitern, indem Sie 'sudo rapi-config' eingeben, 'Erweiterte Optionen' und dann 'Dateisystem erweitern' wählen. Wenn Sie dazu aufgefordert werden, starten Sie neu.

Wir werden die 1-Wire-, SPI- und I2C-Schnittstelle verwenden. Um sie verwenden zu können, müssen Sie sie zuerst einrichten!

Schritt 3: Verbinden Sie alles miteinander

Es ist Zeit, eine Runde zu machen! Das erste Mal sollten Sie es wahrscheinlich auf einem Steckbrett ausprobieren, aber wenn Sie keine Zeit dafür haben, können Sie versuchen, es zusammenzulöten.

Die Schaltung, die Sie benötigen, sieht wie oben aus, der Einfachheit halber ist auch eine Steckbrettversion enthalten.

Schritt 4: Erstellen Sie Ihre Datenbank

Um alle Daten, die Sie erhalten, effizient zu speichern, verwenden wir eine TSQL-MySQL-Datenbank. Stellen wir vor der Installation von MySQL sicher, dass alles auf dem neuesten Stand ist, indem wir einige Befehle in das Terminal eingeben:

• 'sudo apt-get update'
• 'sudo apt-get upgrade'
• 'sudo apt-get dist-upgrade'

Akzeptieren Sie jede Eingabeaufforderung, indem Sie 'y' eingeben und eingeben.

Um MySQL zu installieren, geben Sie Folgendes ein:

• 'sudo apt-get install mysql-server'
• 'sudo apt-get install mysql-client'

Wenn Sie dazu aufgefordert werden, erstellen Sie ein Root-Passwort Ihrer Wahl.

Nachdem die Installation abgeschlossen ist, melden Sie sich an, indem Sie Folgendes verwenden:

'mysql -uroot -p'

Und geben Sie Ihr Passwort ein.

Holen Sie sich den Fanair-Code von My Github! Klicken Sie auf 'Klonen oder herunterladen' und dann auf 'ZIP herunterladen'. Entpacken Sie den Code in einen Ordner Ihrer Wahl. Die Abfrage zum Erstellen der voll funktionsfähigen Datenbank befindet sich im Datenbankordner. Öffnen Sie die Datei, kopieren Sie den Code und fügen Sie ihn bei geöffnetem MySQL in das Terminal ein. Dann auf Enter klicken und die Datenbank ist fertig!

Schritt 5: Zeit für den Code

Um alle Sensoren nutzen zu können, müssen Sie natürlich ein Programm ausführen. Glücklicherweise ist der Code bereits fertig (größtenteils) und wir haben ihn bereits heruntergeladen, als wir die SQL-Datenbankabfrage erhalten haben.

Wie ich schon sagte, müssen noch ein paar Dinge geändert / hinzugefügt werden, damit das Programm richtig funktioniert. Zunächst verwendet das Programm die Darksky-API, um die Wetterdaten basierend auf Längen- und Breitengraden zu erhalten. Um es nutzen zu können, müssen Sie sich anmelden. Die ersten 1000 Anrufe sind kostenlos und danach kostet es 0,0001 $ pro Anruf. Ich habe gehört, dass Ihr Konto gesperrt wird, wenn Sie nicht bezahlen. Um fair zu sein, sind 0,0001 $ pro Anruf recht günstig. Fanair ruft stündlich die neuesten Daten ab, was bedeutet, dass Sie in einem Jahr bei Vollzeitbetrieb nur 0,876 US-Dollar kosten. Sie erhalten auch 41 Tage kostenlos, wenn Fanair Vollzeit läuft.

Suchen Sie nach der Registrierung nach Ihrem API-Schlüssel. Suchen Sie auf Google Maps nach dem Längen- und Breitengrad Ihres Standorts oder versuchen Sie, ihn zu googeln. Erstellen Sie eine neue Textdatei im Stammverzeichnis von Fanair (mit Klassen, main.py …). Benennen Sie die Datei 'key_location.txt'. Öffnen Sie die Textdatei und fügen Sie in der ersten Zeile Ihren Darksky-API-Schlüssel ein. Fügen Sie in der zweiten Zeile Ihren Längengrad und in der dritten Zeile Ihren Breitengrad ein (beide im Dezimalformat). Wenn Sie fertig sind, speichern Sie die Datei.

Erstellen Sie im selben Verzeichnis eine weitere Textdatei namens 'database_dsn.txt'. In der ersten Zeile sollte „localhost“stehen. Die zweite Zeile ist 'root'. In der dritten Zeile sollten Sie Ihr Passwort eingeben, das Sie zuvor für die Datenbank erstellt haben, und in der vierten und letzten Zeile sollten Sie 'fanair' eingeben.

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Datei main.py und wählen Sie Bearbeiten. Die 'fanair = Fanair(5, 26, 17, 27, 22, 4, "AM2301", 1, 0, 0, 0, "key_location.txt", "database_dsn.txt")' muss geändert werden. Wenn Sie dem Bild gefolgt sind, sollten die ersten 5 Werte von '5, 26, 17, 27, 22, 4' auf '20, 21, 26, 19, 13' geändert werden. '/home/muhsin/Applications/Fanair' sollte auch in Ihren Fanair-Root-Pfad geändert werden (wo main.py ist). Stellen Sie sicher, dass Sie vor 'home' einen Schrägstrich setzen, aber nicht nach 'Fanair'.

Das ist jetzt alles großartig, aber der Code muss in den Pi gelangen. Zum Glück für uns existiert das sftp-Protokoll. Um die Dateien auf dem Pi abzulegen, verwenden Sie einen sftp-Client wie FileZilla oder wenn Sie sich für MobaXterm entschieden haben, können Sie die Dateien einfach in der sftp-Oberfläche links vom Terminal hochladen.

Nach meiner Erfahrung bekomme ich beim Raspberry Pi nicht immer das richtige Datum und die richtige Uhrzeit. Um sicherzustellen, dass Sie die richtige Datumszeit erhalten, schlage ich vor, dieser Anleitung zu folgen: Raspberry Pi sync date and time.

Und zu guter Letzt müssen noch ein paar Bibliotheken installiert und ein paar Schnittstellen aktiviert werden:

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

Adafrucht-DHT:

'pip3 installiere adafruit_python_dht'

1-Draht:

1. 'sudo raspi-config'
2. 'Schnittstellenoptionen'
3. '1 Draht'
4. Aktivieren
5. 'sudo nano /boot/config.txt'
6. Fügen Sie diese Zeile in die Datei ein: 'dtoverlay=w1-gpio'
7. 'sudo-neustart'

SPI:

1. 'sudo raspi-config'
2. 'Schnittstellenoptionen'
3. 'SPI'
4. Aktivieren
5. 'sudo-neustart'
6. 'sudo nano /boot/config.txt'
7. Suchen Sie nach 'dtparam=spi=on' und entkommentieren Sie es, indem Sie den Hashtag entfernen.
8. 'sudo apt-get install python3-dev

Smbus:

1. 'sudo raspi-config''
2. 'Schnittstellenoptionen'
3. 'I2C'
4. Aktivieren
5. 'sudo-neustart'
6. 'sudo apt-get install -y python-smbus'
7. 'sudo apt-get install -y i2c-tools'
8. 'sudo nano /boot/config.txt'
9. Suchen Sie nach dtparam=i2c_arm=on und entkommentieren Sie es, indem Sie den Hashtag entfernen.

Flasche

pip3 Flask installieren

MySQL-Anschluss

'pip3 install -Iv mysql-connector==2.1.4'

spidev

'pip3 installiere py-spidev'

dunkler Himmel

'pip3 installiere darkskylib'

Schritt 6: Probieren Sie es aus

Wenn Sie es bis hierher geschafft haben, klopfen Sie sich selbst auf den Rücken. Jetzt ist alles getan, damit Fanair richtig funktioniert. Um es auszuprobieren, geben Sie 'cd ""' ein. Der Dateispeicherort ist "/home/pi", wenn Sie beispielsweise gerade in Ihr Home-Verzeichnis eingefügt haben. Geben Sie dann 'python3 main.py' ein und lassen Sie es 15 Minuten ruhen, damit es Daten in der Datenbank hat, wenn es fertig ist. Drücken Sie danach 'Strg + c', stoppen Sie das Programm und geben Sie 'python3 Flask.py' ein. Um zu sehen, ob Ihre Website funktioniert, müssen Sie zu der IP-Adresse Ihres Pis surfen, die Sie mit ':5000' danach erstellt haben (so: 169.254.10.1:5000').

Damit es nach dem Booten automatisch ausgeführt wird:

'sudo nano /etc/rc.local'

Am Ende der Datei ABER VOR Exit 0:

'sudo python3 "/main.py" &'

'sudo python3 "/Flask.py" &'

Herzlichen Glückwunsch, jetzt sollte das Skript beim Start ausgeführt werden und DU BIST FERTIG! Wenn Sie vorhaben, das Projekt am Laufen zu halten und es noch nicht getan haben, würde ich vorschlagen, dass Sie alles zusammenlöten, nur um sicherzustellen, dass alles an Ort und Stelle bleibt. Wenn Sie jedoch nicht spielen, um es viel zu bewegen, funktioniert natürlich auch ein Steckbrett.