محطة الطقس Raspberry Pi الكاملة: 14 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

مرحبا بالجميع،

هذا هو أول Instructable! سأرشدك في هذا البرنامج التعليمي إلى إنشاء محطة طقس Raspberry Pi بقاعدة بياناتها وموقعها الإلكتروني. لقد صنعت محطة الطقس هذه في سياق مهمة مدرسية ، وحصلت على إلهامي في Instructables. يمكن لمحطة الطقس قياس درجة الحرارة والرطوبة والضغط الجوي وسرعة الرياح ومستوى الضوء بالنسبة المئوية. سيتم تخزين جميع العينات التي يجمعها Raspberry Pi داخل خادم MySQL على Pi نفسه وسيتم عرضها على خادم ويب!

الخطوة 1: اجمع المواد الخاصة بك

مواد هذه المحطة بسيطة للغاية. ستحتاج إلى جميع المواد المناسبة ، وأجهزة الاستشعار ، والمبيت.

المواد

فطيرة التوت

لا يهم النوع كثيرًا ، يمكنك حتى استخدام Raspberry Pi Zero W ولكن تأكد من عدم إجراء المراجعة الأولى لأنك ستحتاج إلى اتصال شبكة لخادم الويب. في هذا Instructable ، سأستخدم Raspberry Pi 3.

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

بعض كابلات التوصيل

ستحتاج إلى بعض الكابلات لتوصيل جميع المستشعرات والشريحة بـ Raspberry Pi. هناك ثلاثة أنواع من كابلات العبور: ذكر لأنثى ، ومن ذكر إلى ذكر ، ومن أنثى إلى أنثى. ستحتاج حوالي 15 ذكرًا إلى أنثى ومن ذكر إلى ذكر. في كلتا الحالتين لن يضر الحصول على كل منهم الثلاثة.

www.amazon.com/Elegoo-120pcs- متعدد الألوان- …

اللوح

يعد عمل الأجهزة الإلكترونية بدون لوح التجارب أمرًا صعبًا. إذا كنت تخطط لعمل المزيد من إلكترونيات DIY ، فسيكون هذا مفيدًا دائمًا.

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

مجسات

درجة الحرارة والرطوبة: Grove Temp & Hum v1.0

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

الضغط الجوي: جروف - مستشعر البارومتر BMP280 (يلتقط هذا المستشعر درجة الحرارة أيضًا)

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

سرعة الرياح: وحدة استشعار الأشعة تحت الحمراء (FC-03) LM393

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

الضوء: مستشعر الضوء Grove (ملاحظة: هذا مستشعر تناظري ، محول تناظري إلى رقمي مثل MCP3008 ضروري)

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

الإسكان

السكن هو جزء مهم جدا من مشروعك. هنا ستضع جميع الأجهزة الإلكترونية وأجهزة الاستشعار الخاصة بك. ليس من الضروري أن يكون السكن جميلًا ولكنه بالتأكيد يمكن أن يكون كذلك. في هذا Instructable ، سأصنع بيتًا للطيور به حجرة في الأسفل حيث يمكنني تخزين Raspberry Pi.

يمكنك دائمًا اختيار سكن أقل شاقة مثل صندوق إلكترونيات أبيض. الشرط الوحيد هو أن تكون هناك فتحات تهوية حتى تتمكن الرياح والهواء من تجاوز المستشعرات ، وإلا فلن تحصل على عينات دقيقة.

الخطوة 2: قم بتوصيل كل المكونات

بمجرد حصولك على جميع المكونات الخاصة بك ، يمكنك البدء بإجراء إعداد اختبار. هنا تقوم بتوصيل جميع أجهزتك الإلكترونية بـ Raspberry Pi. يمكنك العثور على مخطط Fritzing في الملفات. عندما يتم إجراء جميع الاتصالات ، يمكنك البدء بإعداد Raspberry Pi الخاص بك.

الخطوة 3: إعداد Raspberry Pi

إذا كانت هذه هي المرة الأولى التي تعمل فيها مع Raspberry Pi ، فإنني أوصيك بشدة بالذهاب لزيارة موقع raspberrypi.org ، فهو يحتوي على بعض الوثائق والبرامج التعليمية الرائعة للمبتدئين.

www.raspberrypi.org

تأكد من تشغيل أحدث إصدار من دبيان. يمكنك الترقية عن طريق الكتابة في الجهاز في Raspberry Pi أو في جلسة SSH:

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

الخطوة 4: قم بتثبيت SPI و I2C

بمجرد أن تتم ترقيتك بالكامل ، سيتعين علينا تعديل بعض التكوينات على Raspberry Pi الخاص بنا. تستخدم جميع أجهزة الاستشعار المختلفة باستثناء مستشعر الضوء ومستشعر سرعة الأشعة تحت الحمراء بروتوكول I2C. إذا كنت ترغب في استخدام هذا البروتوكول مع واجهة SPI ، فستحتاج إلى تمكين هذا في إعدادات Raspberry Pi. يمكنك إعداد واجهة SPI و I2C باتباع هذه الأوامر.

sudo raspi-config

قم بتمكين كل من SPI و I2C. ثم أعد التشغيل باستخدام:

sudo إعادة التشغيل

بمجرد إعادة التشغيل ، سوف نتحقق مما إذا كان “dtparam = spi = on” و “dtsparam = i2C_arm = on” داخل ملف / boot / config. عندما تعثر على هذه السطور ، سيتعين عليك إلغاء التعليق عليها.

sudo نانو / boot/config.txt

اخرج من المحرر باستخدام ctrl + x واحفظ.

الآن سنقوم بتثبيت المكتبات المختلفة للتحكم في المستشعرات.

sudo apt-get install python3-spidev

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

الخطوة الخامسة: تثبيت MySQL

بمجرد الانتهاء من إعداد أساسيات Raspberry Pi مثل الاتصال بالإنترنت وتحديث البرنامج. يمكننا البدء في إعداد نظام قاعدة البيانات الخاص بنا حيث سنخزن جميع بيانات الطقس لدينا. سوف نستخدم MySQL. هذا نظام قاعدة بيانات سهل الاستخدام حيث يمكننا ربط عدة جداول مع بعضها البعض باستخدام العلاقات. لتثبيت MySQL اكتب في المحطة:

سودو apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

أثناء التثبيت ، سيُطلب منك إدخال كلمة مرور للمستخدم الجذر. ستحتاج إلى كلمة المرور هذه لاحقًا. بمجرد تثبيت هذه الحزم ، يمكنك التحقق من حالة خادم MySQL بكتابة:

mysql -uroot -p

الحالة

الخطوة 6: تشغيل البرنامج النصي لقاعدة البيانات

بمجرد أن يعمل خادم MySQL ، يمكننا تشغيل البرنامج النصي لقاعدة البيانات. سيقوم هذا البرنامج النصي بإنشاء نموذج به جداول مختلفة. سنقوم هنا بتخزين كل التاريخ الذي يلتقطه المستشعر وجميع الإعدادات المختلفة التي يستخدمها موقع الويب.

لتشغيل برنامج MySQL النصي من Pi ، نحتاج أولاً إلى نسخ البرنامج النصي إلى Raspberry Pi. يعد FileZilla طريقة رائعة لنسخ الملفات بين جهاز الكمبيوتر الخاص بك و Pi. هنا دليل رائع حول كيفية القيام بذلك.

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

بمجرد أن يصبح البرنامج النصي على Pi الخاص بك ، يمكنك تشغيله عن طريق الكتابة في Terminal:

mysql -uroot -p

المصدر /path/to/script.sql

الخطوة 7: تثبيت MySQL Connector for Python3

نريد ربط قاعدة البيانات الخاصة بنا بخادم الويب الذي يعمل على Python3. لتثبيت هذا الموصل ، قم بتشغيل هذا الأمر.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

الخطوة 8: تثبيت Flask

يستخدم خادم الويب Flask. هذا الإطار المصغر قابل للتخصيص بدرجة كبيرة وسهل الاستخدام. مثالي لمحطة الطقس لدينا. لتثبيت القارورة ، اكتب هذا الأمر في نافذة طرفية.

sudo apt-get install python3-flask

الخطوة 9: انسخ خادم الويب على Raspberry Pi الخاص بك

يتم الآن تثبيت كل حزمة ويتم إعداد كل شيء. الآن يمكننا نسخ الكود من جيثب. هناك طريقتان يمكنك من خلالهما الحصول على الكود على Raspberry Pi الخاص بك: يمكنك إما تنزيل ملف zip الرئيسي ونسخه على Pi باستخدام FileZilla أو يمكنك استنساخ المستودع مباشرة على Raspberry Pi الخاص بك. لاستنساخ المستودع ، اكتب هذه الأوامر على Pi الخاص بك.

القرص المضغوط / المسار / أنت / معجب /

استنساخ بوابة

الآن يجب أن يكون لديك دليل جديد يسمى WeatherStation. يمكنك التحقق من ذلك من خلال التعليمات التالية:

ls

الخطوة 10: قم بتحرير فئة قاعدة البيانات

كل الكود موجود الآن على Raspberry Pi الخاص بك. قبل أن نتمكن من الاختبار ، نحتاج إلى تكوين موصل MySQL. يتم تخزين إعدادات الموصل داخل الدليل الذي تم إنشاؤه حديثًا. للذهاب إلى الملف ، نحتاج إلى تغيير دليلنا الحالي. بمجرد تحديد موقع الملف ، سنقوم بإدخال كلمة مرور الجذر لخادم MySQL داخل الملف. يمكنك القيام بذلك باتباع هذه الأوامر.

محطة الطقس cd / قارورة / قاعدة بيانات /

نانو pswd.py

يمكنك الآن تحرير الملف. استبدل "your_password" بكلمة مرور MySQL الجذر. الآن نحن جاهزون لاختبار الكود.

الخطوة 11: الاختبار

الآن بعد أن تم تثبيت كل شيء وتوصيله بالأسلاك أخيرًا ، يمكننا البدء في الاختبار. انتقل إلى دليل Flask واكتب الأمر:

python3 Flask.py

يجب أن يبدأ كل شيء. يمكنك الآن الانتقال إلى موقع الويب الخاص بك عن طريق الكتابة في شريط العنوان الخاص بك: http: IP_RASPBERRY: 5000 /.

الخطوة 12: الموقع

عندما تفتح الموقع لأول مرة سترى شاشة تسجيل الدخول. يمكنك الدخول إلى الموقع إذا كنت تستخدم اسم المستخدم "Lander" وكلمة المرور "Test12". الموقع مكتوب باللغة الهولندية ، يمكنك ترجمة الموقع إذا كان لديك أي معرفة بتطوير الويب.

الخطوة 13: ضع كل شيء في الضميمة

خذ مسكنك وضع الإلكترونيات بحيث تكون متباعدة بشكل متساوٍ. سأستخدم بيت الطيور الخاص بي المصنوع حديثًا ، وقد قمت بتضمين التصميم أدناه. إنه صندوق بسيط ذو قاع زائف لتخزين Raspberry Pi.

ملحوظة: يجب أن يكون هناك دائمًا تيار من تدفق الهواء حتى يعمل مستشعر الرطوبة بشكل صحيح. بمجرد أن تكون راضيًا عن النتيجة ، يمكنك إغلاق كل شيء وتنتهي محطة الطقس. يمكنك الآن وضعه في مكان ما تريد وجمع بيانات الطقس.

الخطوة 14: محطة الطقس الخاصة بك تعمل

تهانينا ، أصبح Raspberry Pi الآن يعمل بكامل طاقته. ضعه في مكان ما في العراء واجمع البيانات!