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ラズベリーパイをベースにした気象観測所

これは気象観測所の簡単なプロジェクトです。

最初に、温度、圧力、湿度を読み取ります。次のステップは、風向とその後の風速を測定することです。

プロジェクトのベースは、気象観測所が太陽光発電で動くという考えから、消費量が少ないことから選ばれたRaspberry PI A +です。

OSはラズビアンディストリビューションであり、いくつかのPythonライブラリがあります。

メインプログラムはPythonで書かれています。

Weather Stationは、すべてのデータを2分ごとにwww.wunderground.comにアップロードします。

ステップ1:ハードウェアの説明

プロジェクトを完了するには、次のものが必要です:

Raspberry Pi A +(どのモデルでも使用できます)

温度/圧力センサーBoschBMP180

温度/湿度センサーHTU21D

ワイヤレスアダプター

SDカード

10Wソーラーパネル

7.2 Ah12Vバッテリー

汎用12Vソーラーコントローラー/充電器

5Vレギュレータ7805

必要なビットと沼

ステップ2:基本を設定する

Rpiにraspbianをインストールする方法を説明する時間を無駄にしません。このプロジェクトを構築したい人は誰でも、これらの問題に十分に精通していると思います。

とにかく、ディストリビューションのリンクはhttp://www.raspberrypi.org/downloads/

です。

私はいくつかのRpiを所有しているので、ワイヤレス接続でロールする準備ができているSDイメージをすでに持っているので、新しいカードに書き直すだけの問題でした。

このような「バックアップ」がない場合は、イーサネットでB +または他のモデルを使用し、利用可能な多くのチュートリアルの1つを使用してすべてをセットアップすることをお勧めします。

Rpiを設定するための優れたチュートリアルは、http://www.raspberrypi.org/help/quick-start-guide/

です。

ワイヤレスに適したものはhttp://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/

すべてがうまくいけば、ワイヤレスインターネットアクセスを備えたRpiができあがります。

RpiでI2Cプロトコルを使用できるようにする必要があります。

良いものはhttps://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-4-gpio-setup/configuring-i2c

ステップ3:他のソフトウェアのセットアップ

Rpiを設定した後、使用済みセンサーを読み取るために必要なソフトウェアがいくつかあります。

私はすべてRpi「ヘッドレス」とコマンドラインを使用して行いました

BMP180にAdafruitライブラリを使用しました。リンクをたどってインストールしてください

https://learn.adafruit.com/using-the-bmp085-with-raspberry-pi/using-the-adafruit-bmp085-python-library

湿度センサーを読み取るためのPigpioライブラリも必要です。

からダウンロードできます

http://abyz.co.uk/rpi/pigpio/download.htmlそしてインストール手順に従ってください

その後、Rpiを再起動するたびに、Pigpioもロードされることを確認する必要があります。これを行うには、/ etc / rc.local

に次の行を追加します。

sudo pigpiod

私の場合、これで十分ですが、これは、pigpioをインストールした場所によって異なります。問題が発生した場合は、ファイルのパス全体を入力するだけで問題ありません。

提示されたチュートリアルは非常に簡単ですが、助けが必要な場合はここにいます😀

ステップ4:センサーの設定

私はEbayから両方のセンサーを入手しました。センサーがすでにはんだ付けされている小さなボードを自分で作るのが簡単(そして安価)であるためです。 EbayでBMP180とHTU21Dを検索すると、確実に見つかります。

これらは、通信が非常に簡単なI2Cセンサーです。 I2Cプロトコルを使用すると、複数のセンサーを並列に接続し、それぞれに固有のアドレスがあるため、各センサーと通信できます。

写真に見られるように、すべての信号を一致させて、両方をある程度のスキルではんだ付けしました。

センサーには、Rpiからの+ 3.3V、GND、SDA、およびSCL信号が必要です。

好きな配線を使用できますが、4線ケーブル(テレフォニー)がおそらく良いアイデアです。

ステップ5:メインプログラム

メインプログラムはtemp-monitor.py

です。

Pythonをインストールする必要があります。インストールしていない場合は、http://raspberry.io/wiki/how-to-get-python-on-your-raspberrypi/

に従ってください。

プログラムの最初の部分は、必要なライブラリを示しています。

import Adafruit_BMP.BMP085 as BMP085
import smbus
import os
import sys
import getopt
import sqlite3
import math
import pigpio
インポート時間

プログラムに続いて、湿度を読み取る2つの関数があります。 Read_temperatureは、相対湿度を計算するときに補正のためにHUT21Dの温度を読み取る関数です。次の関数read_humidityに必要です。

これらの関数内にはいくつかの計算がありますが、これはすべてセンサーのデータシートによるものです。重要なことではありませんが、必要に応じて常にチェックしてください

BMP180 http://www.vssec.vic.edu.au/media/41229/BMP180-datasheet.pdf

HTU21D http://www.meas-spec.com/downloads/HTU21D.pdf

cmd変数は、curlを使用してwww.wundergroud.comにデータを送信する役割を果たします。このウェブサイトはいくつかの本当に素晴らしい統計とグラフを提供します。データをアップロードするには、アカウントを登録する必要があります(無料です)。

その後、示されているようにcmd変数で変更するIDとパスワードがあります

cmd =“ curl“ +” 'http://weatherstation.wunderground.com/weatherstation/updateweatherstation.php?ID="_PASSWORD =&dateutc =now&tempf =” + str((temp * 1.8)+32)+”&humidity =” + str(round(humidity、2))+”&baromin =” + str((pressure / 100)* 0.0295299)+”&action =updateraw” +” '”

次に、/ etc / rc.localを再度変更し、Rpiの再起動時にプログラムを開始するための行を挿入する必要があります:

sudo python /usr/lib/cgi-bin/temp-monitor.py&

&記号は、プログラムをメモリに格納し、使用するコマンドラインを解放するため重要です。

更新

好奇心旺盛な方のために、temp-monitor-online.pyは現在使用しているプログラムで、温度、気圧、湿度、露点、風速と風向、日射量と日射量を測定します。

ステップ6:ソーラーパネルを構築する

ですから、すべてを整理してうまく機能している場合は、気象観測所を外に出すときです。

私は、Ebayで購入した3つの3,5Wモジュールを使用して、太陽光発電システムを使用してRpiに給電することを選択しました。

モジュールは6Vを出力するため、3つのモジュールを直列に接続すると、12Vソーラーシステムの標準である18Vが得られます。

私が行ったようにそれらを配置することができ、システムを実行できる非常に素晴らしい小さなパネルになります。

おそらくあなたは10Wと7,2AhのバッテリーがRpiにとって少し多いと思っているでしょうが、私はアイルランドにいるので、太陽なしで数日走ることを期待しているので…

詳細:RaspberryPiに基づく気象観測所


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