Estação meteorológica completa de Raspberry Pi: 14 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Olá pessoal, Este é o meu primeiro Instructable! Neste tutorial, vou guiá-lo para fazer uma estação meteorológica Raspberry Pi com seu próprio banco de dados e site. Fiz esta estação meteorológica no contexto de um trabalho escolar, tive minha inspiração no Instructables. A estação meteorológica pode medir temperatura, umidade, pressão barométrica, velocidade do vento e nível de luz em porcentagem. Todas as amostras que o Raspberry Pi coletar serão armazenadas em um servidor MySQL no próprio Pi e serão exibidas em um servidor da web!

Etapa 1: Reúna seus materiais

Os materiais desta estação são muito simples. Você precisará de todos os materiais adequados, sensor e uma caixa.

Materiais

Raspberry Pi

O tipo não importa muito, você pode até usar o Raspberry Pi Zero W, mas certifique-se de não fazer a primeira revisão porque você precisará de uma conexão de rede para o servidor web. Neste Instructable usarei o Raspberry Pi 3.

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Alguns cabos jumper

Você precisará de alguns cabos para conectar todos os sensores e o chip ao Raspberry Pi. Existem três tipos de cabos jumper: macho para fêmea, macho para macho e fêmea para fêmea. Você precisará de cerca de 15 do tipo masculino para feminino e masculino para masculino. De qualquer forma, não faria mal nenhum pegar os três.

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Tábua de pão

Fazer eletrônicos sem uma placa de ensaio é difícil de manejar. Se você planeja fazer mais eletrônicos DIY, isso sempre será útil.

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Sensores

Temperatura e umidade: Grove Temp & Hum v1.0

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

Pressão barométrica: Grove - Sensor Barômetro BMP280 (este sensor também captura a temperatura)

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

Velocidade do vento: Módulo de sensor infravermelho (FC-03) LM393

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

Luz: sensor de luz Grove (nota: este é um sensor analógico, um conversor analógico para digital como um MCP3008 é necessariamente)

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

Habitação

A habitação é uma parte muito importante do seu projeto. Aqui você colocará todos os seus eletrônicos e sensores. A caixa não precisa ser bonita, mas com certeza pode ser. Neste Instructable farei uma gaiola com um compartimento no fundo onde posso guardar meu Raspberry Pi.

Você sempre pode escolher uma caixa menos trabalhosa, como uma caixa eletrônica branca. A única condição é que haja furos de ventilação para que o vento e o ar possam passar pelos sensores, caso contrário, você não obterá amostras precisas.

Etapa 2: conectar todos os componentes

Depois de ter todos os seus componentes, você pode começar fazendo uma configuração de teste. Aqui você conecta todos os seus aparelhos eletrônicos ao Raspberry Pi. Você pode encontrar o esquema do Fritzing nos arquivos. Quando todas as conexões forem feitas, você pode começar configurando o Raspberry Pi.

Etapa 3: configuração do Raspberry Pi

Se esta é a primeira vez que você está trabalhando com um Raspberry Pi, eu recomendo fortemente que você visite o site raspberrypi.org, ele tem algumas ótimas documentações e tutoriais para iniciantes.

www.raspberrypi.org

Certifique-se de que está executando a versão mais recente do Debian. Você pode atualizar digitando no terminal no Raspberry Pi ou em uma sessão SSH:

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

Etapa 4: Instale SPI e I2C

Assim que estiver totalmente atualizado, teremos que editar algumas configurações em nosso Raspberry Pi. Todos os diferentes sensores, exceto o sensor de luz e o sensor de velocidade infravermelho, utilizam o protocolo I2C. Se você quiser usar este protocolo junto com a interface SPI, você precisará habilitá-lo nas configurações do Raspberry Pi. Você pode configurar a interface SPI e I2C seguindo estes comandos.

sudo raspi-config

Habilite SPI e I2C. Em seguida, reinicie usando:

sudo reboot

Uma vez reiniciado, vamos verificar se “dtparam = spi = on” e “dtsparam = i2C_arm = on” estão dentro do arquivo / boot / config. Quando você encontrar essas linhas, terá que removê-las.

sudo nano /boot/config.txt

Saia do editor usando ctrl + x e salve.

Agora vamos instalar as diferentes bibliotecas para controlar os sensores.

sudo apt-get install python3-spidev

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

Etapa 5: instale o MySQL

Depois de configurar o básico do Raspberry Pi, como conectar-se à Internet e atualizar o software. Podemos começar a configurar nosso sistema de banco de dados onde armazenaremos todos os nossos dados meteorológicos. Usaremos MySQL. Este é um sistema de banco de dados fácil de usar, onde podemos conectar várias tabelas entre si usando relações. Para instalar o tipo MySQL no terminal:

sudo apt-get install servidor mysql

sudo apt-get install mysql-client

Durante a instalação, você será solicitado a preencher uma senha para o usuário root. Você precisará dessa senha mais tarde. Depois que esses pacotes forem instalados, você pode verificar o status do seu servidor MySQL digitando:

mysql -uroot -p

status

Etapa 6: Executando o Script do Banco de Dados

Assim que o servidor MySQL estiver funcionando, podemos executar o script do banco de dados. Este script criará um modelo com diferentes tabelas. Aqui vamos armazenar todas as datas que o sensor captura e todas as diferentes configurações que o site utiliza.

Para executar um script MySQL do Pi, primeiro precisamos copiar o script para o Raspberry Pi. FileZilla é uma ótima maneira de copiar arquivos entre seu PC e seu Pi. Aqui está um ótimo guia de como fazer isso.

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

Assim que o script estiver no seu Pi, você pode executá-lo digitando no terminal:

mysql -uroot -p

source /path/to/script.sql

Etapa 7: Instalando o Conector MySQL para Python3

Queremos conectar nosso banco de dados ao servidor web que roda em Python3. Para instalar este conector, você executa este comando.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Etapa 8: Instale o Flask

O servidor web usa Flask. Este microframework é altamente customizável e fácil de usar. Perfeito para a nossa estação meteorológica. Para instalar o frasco, digite este comando em uma janela de terminal.

sudo apt-get install python3-flask

Etapa 9: Copie o servidor da Web no seu Raspberry Pi

Cada pacote agora está instalado e tudo está configurado. Agora podemos copiar o código do GitHub. Existem duas maneiras de obter o código em seu Raspberry Pi: você pode baixar o arquivo zip mestre e copiá-lo em seu Pi com o FileZilla ou pode clonar o repositório diretamente em seu Raspberry Pi. Para clonar o repositório, você digita esses comandos no seu Pi.

cd / caminho / você / gosta /

git clone

Agora você deve ter um novo diretório chamado WeatherStation. Você pode verificar isso com a seguinte instrução:

ls

Etapa 10: edite a classe de banco de dados

Todo o código está agora no seu Raspberry Pi. Antes de podermos testar, precisamos configurar o conector MySQL. As configurações do conector são armazenadas no diretório recém-criado. Para ir para o arquivo, precisamos mudar nosso diretório atual. Uma vez localizado o arquivo, iremos inserir nossa senha root do nosso servidor MySQL dentro do arquivo. Você pode fazer isso seguindo estes comandos.

cd WeatherStation / Flask / Database /

nano pswd.py

Agora você pode editar o arquivo. Substitua “sua_senha” pela senha raiz do MySQL. Agora estamos prontos para testar o código.

Etapa 11: Teste

Agora que tudo está finalmente instalado e conectado, podemos começar os testes. Vá para o diretório Flask e digite o comando:

python3 Flask.py

Tudo deve começar. Agora você pode ir ao seu site digitando na barra de endereços: http: IP_RASPBERRY: 5000 /.

Etapa 12: O site

Ao abrir o site pela primeira vez, você verá uma tela de login. Você pode entrar no site se usar o nome de usuário ‘Lander’ e a senha ‘Test12’. O site está escrito em holandês, você pode traduzir o site se tiver algum conhecimento de desenvolvimento web.

Etapa 13: coloque tudo no gabinete

Pegue sua caixa e posicione os componentes eletrônicos de forma que fiquem uniformemente espaçados. Vou usar minha casa de passarinho recém-feita, incluí o desenho abaixo. É uma caixa simples com fundo falso para guardar o Raspberry Pi.

Observação: sempre deve haver um fluxo de ar para que o sensor de umidade funcione corretamente. Quando estiver satisfeito com o resultado, você pode fechar tudo e a estação meteorológica estará pronta. Agora você pode colocá-lo em algum lugar de sua preferência e coletar os dados meteorológicos.

Etapa 14: sua estação meteorológica está funcionando

Parabéns, seu Raspberry Pi agora está totalmente funcional. Coloque-o em algum lugar aberto e colete os dados!