ساعة الطقس Raspberry Pi Barometer: 9 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

سأوضح لك في هذا الدليل كيفية بناء ساعة مقياس حرارة / مقياس ضغط أساسية باستخدام Raspberry Pi 2 مع مستشعر BMP180 I2C معروض على شاشة Adafruit المكونة من 4 أرقام من 7 شرائح I2C. يستخدم Pi أيضًا وحدة ساعة DS3231 في الوقت الحقيقي I2C للحفاظ على الوقت عند إعادة تشغيل Pi.

تدور الساعة خلال 4 مراحل لمدة 5 ثوانٍ لكل منها. أولاً ، يُظهر درجة الحرارة بالدرجة المئوية ، ثم بالفهرنهايت ، ثم الضغط الجوي بالكيلوباسكال * (يمشي هذا الرقم إلى اليسار بسبب العدد المحدود للأرقام) وأخيراً يُظهر اتجاه تغير الضغط الجوي بين الآن ومتوسط الساعة السابقة.

ما يجعل هذه الساعة مختلفة عن معظمها هو أنها تستخدم قاعدة بيانات MySQL على Pi لتسجيل البيانات من BMP180 كل دقيقة. نظرًا لأن الضغط الجوي الحالي ليس ذا قيمة مثل حركته لأعلى أو لأسفل خلال فترة زمنية معينة ، فإنه يستخدم قاعدة البيانات هذه لحساب متوسط فترة ساعة بين ساعتين وساعة واحدة مضت ويقارن ذلك بالضغط الحالي. تشير الزيادة الكبيرة في الضغط الجوي عادة إلى تحسن في الظروف الجوية مقابل انخفاض كبير يمكن أن يحذر من عاصفة وشيكة.

توجد الساعة في غلاف ABS مطبوع ثلاثي الأبعاد مع BMP180 في غطاء منفس على ظهر الساعة لمنع الحرارة المتولدة من Pi من التأثير على قراءات درجة الحرارة. سأقدم مخطط Autodesk 123D Design إذا كنت تريد طباعة ما تريد.

يتم تشغيل الساعة بواسطة ثؤلول حائط USB قياسي وتوجه حوالي 450 مللي أمبير في المجموع.

لن أخوض في الكثير من التفاصيل حول الإعداد الأساسي لـ Pi و I2C حيث تمت تغطية ذلك في العديد من التعليمات الأخرى التي سأوفر روابط لها.

الخطوة 1: تحضير ملف Pi

قم بإعداد Raspberry Pi - التفاصيل في Raspberrypi.org

1. قم بتنزيل وتثبيت توزيع Linux المحدد على بطاقة SD - لقد استخدمت Raspbian
2. قم بتوصيل بي وتشغيله
3. لقد استخدمت محول micro WiFi لتوصيل pi بجهاز التوجيه الخاص بي لأن غلاف الساعة يحجب منفذ Ethernet.
4. لقد استخدمت وضع مقطوعة الرأس حيث تتصل بـ pi باستخدام SSH لذلك كل ما تحتاجه هو توصيل الطاقة.
5. قم بتكوين I2C على Pi - لقد اتبعت هذه التعليمات على موقع Adafruit.

الخطوة 2: اربط كل شيء

جميع الوحدات التي أستخدمها في هذا المشروع هي 5V متسامحة وتستخدم I2C وهو بروتوكول ثنائي الأسلاك يستخدم لـ IC للتواصل مع بعضها البعض ، لذا فإن الأسلاك بسيطة جدًا. قم بتوصيل جميع VCC بـ 5V ، وجميع Grounds معًا وجميع خطوط SCA و SCL معًا وفقًا للتخطيط. تم إنجاز المهمة.

الخطوة 3: اختبر I2C الخاص بك

جزء من تثبيت I2C هو تشغيل i2cdetect والتي يجب أن تبدو مثل الصورة المرفقة إذا تم توصيل كل شيء بشكل صحيح.

فيما يلي العناوين المطابقة

1. 0x70 = 7 عرض شرائح
2. 0x77 = BMP180 ميزان حرارة / مستشعر بارومتر
3. 0x68 = وحدة ساعة الوقت الحقيقي DS3231
4. 0x57 = DS3231 على متن EEPROM لتخزين بيانات الإنذار.

الخطوة الرابعة: تثبيت MySQL و PhpMyAdmin

يعد تثبيت mySQL أمرًا بسيطًا إلى حد ما إذا اتبعت البرنامج التعليمي هنا

سودو apt-get install mysql-server

قمت أيضًا بتثبيت phpMyAdmin وهو موقع ويب يعمل على Apache والذي يمكنك استخدامه لإنشاء قواعد بيانات mySQL وإدارتها. البرنامج التعليمي هنا

sudo apt-get install phpmyadmin

بمجرد التثبيت ، قمت بإعداد قاعدة بيانات تسمى BP180 باستخدام phpMyAdmin مع الهيكل حسب الصورة.

أنا أيضًا أستفيد من وحدة python تسمى mysqlDB والتي يمكنك تثبيتها باستخدام

sudo apt-get install python-mysqldb

الخطوة الخامسة: تثبيت وحدات Python النمطية

قم بتنزيل وتثبيت وحدات python التالية التي ستستخدمها للاتصال بأجهزة الاستشعار.

1. وحدة Adafruit_BMP085
2. وحدة SDL_DS3231
3. Adafruit 7 وحدة الجزء

الخطوة 6: رمز لتسجيل الدخول إلى قاعدة البيانات

يتم استخدام مقتطف الشفرة أدناه لتسجيل درجة الحرارة والضغط الجوي ويتم استدعاؤه من برنامج cron النصي (مهام Linux المجدولة) الذي يتم تشغيله كل 5 دقائق. لمعرفة كيفية استخدام crond ، تحقق من هذا البرنامج التعليمي.

ملحوظة! لا تهتم بتحطيم مهاراتي في الترميز ، فأنا لست مطورًا ، لذا نعم ، من المحتمل أن يكون هناك مليون طريقة أفضل وأسرع وأكثر سلاسة وأنظف للقيام بذلك

ستلاحظ في الكود أن درجة الحرارة تنخفض بمقدار 7 درجات وهو ما يعادل الحرارة الناتجة عن Raspberry Pi حتى مع تثبيت BMP180 على الجزء الخارجي من الغلاف. عندما كان في الأصل داخل السكن ، كان الجو أسخن بحوالي 15 درجة من درجة الحرارة المحيطة. يبدو أنه خطي إلى حد ما ، لكن لم تتح لي الفرصة لاختبار أي حدود متطرفة. سيكون موضع تقدير ردود الفعل من تجاربك.

الخطوة 7: رمز لعرض درجة الحرارة

يسمى هذا الرمز للتنقل عبر الشاشة وفقًا للمقدمة.

مرة أخرى ، أنا لست مطورًا ، لذا فإن الكود تقريبي حقًا ، لكنه يعمل

الخطوة 8: الضميمة المطبوعة ثلاثية الأبعاد

التالي هو تصميم العلبة. كان هذا تحديًا كبيرًا لأن الشكل عرضة للتواء لأن أجزاء الغلاف الخارجي بسماكة 2 مم فقط. رسمت أولاً نماذج بالحجم الطبيعي لـ Pi وجميع الأجزاء ثم صممت العلبة المحيطة بها. استغرقت الطباعة حوالي 7 ساعات على جهاز RapMan 3.2 (وهي طابعة بطيئة جدًا) عند عمق طبقة يبلغ 0.25.

تم تنفيذ المخطط المرفق في Autodesk 123D Design والذي أعتقد أنه قطعة رائعة من البرامج المجانية.

لاحظ أن بعض الثقوب مثل تلك اللازمة لتركيب Pi ليست في التصميم حيث من الأفضل حفرها بعد ذلك في حالة التواء طباعتك قليلاً. كل ما تحتاجه هو يد ثابتة لقمة مثقاب مقاس 3 مم. ضع علامة على العمق على القطعة باستخدام بعض الأشرطة اللاصقة حتى لا تنتقل بطريق الخطأ مباشرة من خلال طبعة 7 ساعات كما فعلت.

الخطوة 9: أشياء يجب القيام بها

1. كانت Real time Clock إضافة بعد طباعة العلبة للمرة الخامسة ، لذا فهي مُلصقة حاليًا على جانب العلبة التي لا تبدو جيدة ، لذا أود إعادة تصميمها وإضافة مكان لها.
2. تم ضبط سطوع شاشة 7 مقاطع حاليًا على أخفها وهو ليس الأمثل لظروف الإضاءة القوية. أرغب في إضافة مقاوم للصور إلى الجزء العلوي من العلبة وضبط سطوع 7 مقاطع بناءً على ظروف الإضاءة المحيطة.
3. هناك بعض مشكلات التصميم الطفيفة في تكسير القاعدة والتي سيتم إصلاحها أيضًا.
4. نرحب بأي أفكار.

آمل أن تكون قد استمتعت بهذه التعليمات ووجدتها ملهمة بما يكفي لتستمر في العمل. الفكرة هي توفير منصة يمكنك استخدامها لإضافة أفكارك الخاصة. استمتع!