Komplette Raspberry Pi Wetterstation - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Hallo alle zusammen, Dies ist mein allererstes Instructable! In diesem Tutorial werde ich Sie anleiten, eine Raspberry Pi-Wetterstation mit eigener Datenbank und Website zu erstellen. Ich habe diese Wetterstation im Rahmen einer Schulaufgabe gemacht, ich habe mich von Instructables inspirieren lassen. Die Wetterstation kann Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Windgeschwindigkeit und Lichtstärke in Prozent messen. Alle Samples, die der Raspberry Pi sammelt, werden in einem MySQL-Server auf dem Pi selbst gespeichert und auf einem Webserver angezeigt!

Schritt 1: Sammeln Sie Ihre Materialien

Die Materialien dieser Station sind sehr einfach. Sie benötigen alle entsprechenden Materialien, einen Sensor und ein Gehäuse.

Materialien

Himbeer-Pi

Der Typ spielt keine Rolle, Sie können sogar den Raspberry Pi Zero W verwenden, aber achten Sie darauf, nicht die erste Revision zu nehmen, da Sie eine Netzwerkverbindung für den Webserver benötigen. In diesem Instructable verwende ich den Raspberry Pi 3.

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Einige Überbrückungskabel

Sie benötigen einige Kabel, um alle Sensoren und den Chip mit Ihrem Raspberry Pi zu verbinden. Es gibt drei Arten von Überbrückungskabeln: männlich zu weiblich, männlich zu männlich und weiblich zu weiblich. Sie benötigen etwa 15 vom männlichen zum weiblichen und vom männlichen zum männlichen Typ. Jedenfalls würde es nicht schaden, alle drei zu bekommen.

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Steckbrett

Elektronik ohne Steckbrett zu machen ist unhandlich. Wenn Sie vorhaben, mehr DIY-Elektronik zu machen, ist dies immer praktisch.

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Sensoren

Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Grove Temp&Hum v1.0

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Luftdruck: Grove – Barometersensor BMP280 (dieser Sensor erfasst auch die Temperatur)

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

Windgeschwindigkeit: Infrarotsensormodul (FC-03) LM393

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Licht: Grove-Lichtsensor (Hinweis: Dies ist ein analoger Sensor, ein Analog-Digital-Wandler wie ein MCP3008 ist unbedingt erforderlich)

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

Gehäuse

Das Gehäuse ist ein sehr wichtiger Teil Ihres Projekts. Hier platzieren Sie Ihre gesamte Elektronik und Sensoren. Das Gehäuse muss nicht schön sein, kann es aber. In diesem Instructable mache ich ein Vogelhaus mit einem Fach im Boden, in dem ich meinen Raspberry Pi aufbewahren kann.

Sie können sich immer für ein weniger aufwendiges Gehäuse wie eine weiße Elektronikbox entscheiden. Die einzige Bedingung ist, dass es Belüftungslöcher geben muss, damit Wind und Luft an den Sensoren vorbeiziehen können, sonst erhalten Sie keine genauen Proben.

Schritt 2: Verbinden Sie alle Komponenten

Sobald Sie alle Ihre Komponenten haben, können Sie mit dem Erstellen eines Testaufbaus beginnen. Hier verbinden Sie Ihre gesamte Elektronik mit Ihrem Raspberry Pi. Den Fritzing-Schema finden Sie in den Dateien. Wenn alle Verbindungen hergestellt sind, können Sie mit der Einrichtung Ihres Raspberry Pi beginnen.

Schritt 3: Raspberry Pi einrichten

Wenn Sie zum ersten Mal mit einem Raspberry Pi arbeiten, empfehle ich Ihnen dringend, die Website raspberrypi.org zu besuchen, die einige großartige Dokumentationen und Tutorials für Anfänger bietet.

www.raspberrypi.org

Stellen Sie sicher, dass Sie die neueste Version von Debian ausführen. Sie können ein Upgrade durchführen, indem Sie das Terminal in Raspberry Pi oder in einer SSH-Sitzung eingeben:

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

Schritt 4: SPI und I2C installieren

Sobald Sie vollständig aktualisiert sind, müssen wir einige Konfigurationen auf unserem Raspberry Pi bearbeiten. Alle verschiedenen Sensoren außer dem Lichtsensor und dem Infrarot-Geschwindigkeitssensor verwenden das I2C-Protokoll. Wenn Sie dieses Protokoll zusammen mit der SPI-Schnittstelle verwenden möchten, müssen Sie dies in den Einstellungen des Raspberry Pi aktivieren. Sie können die SPI- und I2C-Schnittstelle einrichten, indem Sie diesen Befehlen folgen.

sudo raspi-config

Aktivieren Sie sowohl SPI als auch I2C. Starten Sie dann neu mit:

sudo neu starten

Nach dem Neustart prüfen wir, ob „dtparam=spi=on“und „dtsparam=i2C_arm=on“in der Datei /boot/config enthalten sind. Wenn Sie diese Zeilen gefunden haben, müssen Sie diese auskommentieren.

sudo nano /boot/config.txt

Beenden Sie den Editor mit Strg + x und speichern Sie.

Nun werden wir die verschiedenen Bibliotheken zur Ansteuerung der Sensoren installieren.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Schritt 5: MySQL installieren

Sobald Sie die Grundlagen des Raspberry Pi eingerichtet haben, z. B. die Verbindung zum Internet und das Aktualisieren der Software. Wir können mit der Einrichtung unseres Datenbanksystems beginnen, in dem wir alle unsere Wetterdaten speichern. Wir werden MySQL verwenden. Dies ist ein einfach zu bedienendes Datenbanksystem, bei dem wir mehrere Tabellen über Beziehungen miteinander verbinden können. Um MySQL zu installieren, geben Sie im Terminal ein:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Während der Installation werden Sie aufgefordert, ein Passwort für den Root-Benutzer einzugeben. Dieses Passwort benötigen Sie später. Sobald diese Pakete installiert sind, können Sie den Status Ihres MySQL-Servers überprüfen, indem Sie Folgendes eingeben:

mysql -uroot -p

Status

Schritt 6: Ausführen des Datenbankskripts

Sobald der MySQL-Server funktioniert, können wir das Datenbankskript ausführen. Dieses Skript erstellt ein Modell mit verschiedenen Tabellen darin. Hier speichern wir alle vom Sensor erfassten Daten und alle verschiedenen Einstellungen, die die Website verwendet.

Um ein MySQL-Skript vom Pi auszuführen, müssen wir zuerst das Skript auf den Raspberry Pi kopieren. FileZilla ist eine großartige Möglichkeit, Dateien zwischen Ihrem PC und Ihrem Pi zu kopieren. Hier ist eine großartige Anleitung, wie das geht.

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

Sobald sich das Skript auf Ihrem Pi befindet, können Sie es ausführen, indem Sie das Terminal eingeben:

mysql -uroot -p

Quelle /Pfad/zu/script.sql

Schritt 7: Installieren des MySQL Connectors für Python3

Wir möchten unsere Datenbank mit dem Webserver verbinden, der auf Python3 läuft. Um diesen Connector zu installieren, führen Sie diesen Befehl aus.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Schritt 8: Flask installieren

Der Webserver verwendet Flask. Dieses Mikroframework ist hochgradig anpassbar und einfach zu bedienen. Perfekt für unsere Wetterstation. Geben Sie diesen Befehl in einem Terminalfenster ein, um Flask zu installieren.

sudo apt-get install python3-flask

Schritt 9: Kopieren Sie den Webserver auf Ihren Raspberry Pi

Jedes Paket ist jetzt installiert und alles ist eingerichtet. Jetzt können wir den Code von GitHub kopieren. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Code auf Ihren Raspberry Pi zu bekommen: Sie können entweder die Master-Zip-Datei herunterladen und mit FileZilla auf Ihren Pi kopieren oder Sie können das Repository direkt auf Ihren Raspberry Pi klonen. Um das Repository zu klonen, geben Sie diese Befehle auf Ihrem Pi ein.

CD /Pfad/Sie/Gefällt mir/

git-Klon

Jetzt sollten Sie ein neues Verzeichnis namens WeatherStation haben. Sie können dies mit der folgenden Anweisung überprüfen:

ls

Schritt 10: Bearbeiten Sie die Datenbankklasse

Der gesamte Code befindet sich jetzt auf Ihrem Raspberry Pi. Bevor wir testen können, müssen wir den MySQL-Connector konfigurieren. Die Einstellungen des Connectors werden im neu erstellten Verzeichnis gespeichert. Um zu der Datei zu gelangen, müssen wir unser aktuelles Verzeichnis ändern. Sobald wir die Datei gefunden haben, werden wir unser Root-Passwort unseres MySQL-Servers in die Datei einfügen. Sie können dies tun, indem Sie diesen Befehlen folgen.

cd Wetterstation/Flasche/Datenbank/

nano pswd.py

Sie können die Datei jetzt bearbeiten. Ersetzen Sie „your_password“durch Ihr Root-MySQL-Passwort. Jetzt können wir den Code testen.

Schritt 11: Testen

Nachdem nun endlich alles installiert und verkabelt ist, können wir mit dem Testen beginnen. Gehen Sie in das Flask-Verzeichnis und geben Sie den Befehl ein:

python3 Flask.py

Alles sollte beginnen. Jetzt können Sie zu Ihrer Website gehen, indem Sie in Ihre Adressleiste eingeben:

Schritt 12: Die Website

Wenn Sie die Site zum ersten Mal öffnen, sehen Sie einen Anmeldebildschirm. Sie können die Site betreten, wenn Sie als Benutzername „Lander“und als Passwort „Test12“verwenden. Die Website ist auf Niederländisch geschrieben, Sie können die Website übersetzen, wenn Sie über Kenntnisse in der Webentwicklung verfügen.

Schritt 13: Legen Sie alles in das Gehäuse

Nehmen Sie Ihr Gehäuse und positionieren Sie die Elektronik so, dass sie gleichmäßig verteilt sind. Ich werde mein neu gemachtes Vogelhaus verwenden, ich habe das Design unten eingefügt. Es ist eine einfache Box mit einem falschen Boden zur Aufbewahrung des Raspberry Pi.

Hinweis: Damit der Feuchtigkeitssensor richtig funktioniert, muss immer ein Luftstrom vorhanden sein. Wenn Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind, können Sie alles schließen und die Wetterstation ist fertig. Sie können es nun an einem beliebigen Ort platzieren und die Wetterdaten sammeln.

Schritt 14: Ihre Wetterstation funktioniert

Herzlichen Glückwunsch, Ihr Raspberry Pi ist jetzt voll funktionsfähig. Platzieren Sie es irgendwo im Freien und sammeln Sie die Daten!