Создание продвинутой метеостанции на Raspberry Pi: Пошаговое руководство

Метеостанция

Вы когда-нибудь думали о мониторинге погоды, или ваш проект связан с погодой? Метеостанция на базе RPI — это устройство, которое вам нужно для выполнения таких задач.

Действительно, главным компонентом схемы метеостанции RPI является микроконтроллер Raspberry Pi. Плюс, он достаточно мощный, чтобы позволить вам собирать данные об окружающей среде и местном климате.

Однако этот проект продвинутый и может требовать дополнительных навыков в программировании и электронике. Но не волнуйтесь, мы подробно расскажем об этом теме и сделаем вещи понятнее для вас.

Таким образом, вы узнаете, что такое метеостанция RPI и как построить одну.

Давайте начнем.

Что такое метеостанция RPI?

Метеостанция RPI — это технология, позволяющая мониторить окружающую среду и погодные условия. Следовательно, вы можете следить за влажностью воздуха, качеством воздуха и даже определять температуру прямо в вашем районе.

Различные погодные условия

Кроме того, метеостанция RPI возможна только с набором Raspberry PI. И она поставляется с датчиками, которые вам нужны для точных измерений погодных событий.

Кроме того, метеостанции необходимы в районах с изменчивыми условиями и для мониторинга окружающей среды перед выходом на улицу.

Теперь есть разные способы построить метеостанцию RPI. Некоторые работают от солнечной энергии, в то время как другие нуждаются в Sense HAT. Но мы сосредоточимся на более простом проекте.

Как построить метеостанцию RPI

Хотя вы всегда можете проверить погоду на телефоне, этот проект — идеальная система для ознакомления с веб-хостинговыми системами, Sense HAT и даже скриптами Python. Также мы не будем использовать набор Raspberry PI со встроенными датчиками. Вместо этого мы будем использовать Sense HAT для добавления нужных нам датчиков. К счастью, это ничего слишком сложного.

Плюс, Sense HAT позволит вам чувствовать как влажность, так и температуру. И вы сможете отображать информацию с помощью Python-скрипта на вашем мониторе или LED-матрице Sense HAT.

Теперь, прежде чем начать этот проект, вот компоненты, которые вам понадобятся:

• Блок питания Raspberry PI

Блок питания Raspberry PI

Flickr

• Sense HAT

Sense HAT

• HDMI-кабель

HDMI-кабель

Источник: Pixabay

• Монитор или телевизор

Монитор

• Raspberry PI и 40 GPIO выводов (работает на Raspbian)

Raspberry Pi

• MicroSD-карта и образ диска Raspbian

MicroSD-карта

Как только у вас будут все компоненты, пришло время начать строительство!

Шаги

Прежде чем начать, есть разные способы отображения погодной информации, но все они начинаются с получения измерений с Sense HAT.

Следовательно, мы будем использовать Sense HAT для сбора данных. Затем проверим его, отобразив информацию в нашем терминале Raspbian.

Теперь это из пути, вот шаги, которые вам нужно выполнить для этого проекта:

Шаг 1: Подключение Sense HAT к Raspberry PI

Сначала вам нужно подключить Sense HAT к чипу PI. Итак, для начала вам нужно отключить и выключить Raspberry PI, чтобы не поразиться током.

Опять же, Sense HAT использует GPIO вывод RPI для приема и отправки информации. Таким образом, вставьте GPIO-слоты вашего Sense HAT над GPIO выводами.

Также вы можете использовать набор GPIO breakout, чтобы создать некоторое расстояние между Sense HAT и CPU вашего RPI. Почему? Sense HAT нагревается, что может испортить ваши показания. Плюс, если у вас есть радиатор, вы можете использовать его.

После правильных подключений вы можете включить и включить Raspberry Pi. Что-то не так, если вы не видите радужный цветной узор на LED-массиве вашего Sense HAT. Следовательно, убедитесь, что вы сделали правильные подключения. В противном случае рассмотрите замену компонентов.

Шаг 2: Проверка обновлений

Если вы занимались несколькими проектами Raspberry Pi, то вы знали бы, что лучше проверить наличие обновлений перед началом. Следовательно, чтобы проверить обновления, откройте терминальное приложение в образе вашего диска Raspbian и введите следующие команды:

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

После запуска обновлений убедитесь, что пакет Sense HAT присутствует. Хотя Raspbian включает пакет, проверьте еще раз.

Таким образом, используйте код ниже:

sudo apt-get install sense-hat

Шаг 3: Написание скрипта

Теперь пришло время создать скрипт, позволяющий Sense HAT чувствовать влажность и температуру. Откройте ваш терминал Raspbian и используйте текстовый редактор, чтобы начать писать скрипт для создания нового файла.

Вы также можете использовать текстовый редактор nano, который идет готовым с пакетом Raspbian.

Таким образом, введите следующую команду, чтобы сделать это:

nano weatherstation.py

Команда инструктирует nano создать файл или открыть его, если он существует. После его открытия, вот скрипт, который вам нужно написать:

Python-скрипт

После запуска скрипта закройте nano. Затем сохраните свою работу с ctrl+X, Y и enter. Затем используйте команду ниже для запуска скрипта:

sudo python weatherstation.py

Вот как должны выглядеть ваши результаты:

Результаты Python-скрипта

Примечание: если ваши показания слишком высокие, это может быть тепло, генерируемое Raspberry Pi. Вы также можете установить радиатор на CPU вашего PI для быстрого решения этой проблемы.

Отображение информации на массиве Sense HAT

Sense HAT полезен не только своими датчиками, но вы также можете наслаждаться отображением погодной информации на сетке светодиодов.

Вот как отобразить погодную информацию на LED-массиве вместо монитора:

Новый скрипт

Теперь у вас есть два варианта для этой части проекта; вы можете либо отредактировать свой старый код, либо создать новый. Если вы создаете новый, введите следующую команду для создания нового файла скрипта:

nano LEDweather.py

После его открытия, вот скрипт, который вы будете писать:

Новый скрипт

Когда вы запустите скрипт со следующей командой, вы должны увидеть погодную информацию, отображаемую на LED-экране вашего Sense HAT.

Кроме того, этот новый скрипт работает как тот, для отображения погодной информации на мониторе. Плюс, основные отличия — очистка переменной temp command и добавление следующих строк:

sense.show_message("It is {} degrees Celsius".format(cTemp))

sense.show_message("It is {} degrees Fahrenheit".format(fTemp))

sense.show_message("The relative humidity is {}%".format(humidity))

Альтернативно, если вы редактируете скрипт для монитора, запустите скрипт с командой nano и обновите скрипт, чтобы переключить дисплей на LED-дисплей Sense HAT.

Если вы чувствуете себя в состоянии, вы могли бы даже научиться переключать дисплей на ваш веб-сайт. Процесс требует создания еще одного Python-скрипта и построения веб-страницы с базовым HTML.

Итоговые мысли

Приятно построить свою метеостанцию RPI, верно? Мы знаем это чувство. Что еще лучше — завершив этот проект, вы привыкнете писать скрипты на Python и учиться использовать Sense HAT с Raspberry Pi.

Однако, если у вас не получается с первой попытки, не волнуйтесь. Сначала может быть непросто, но вы могли бы даже создавать свои погодные скрипты с постоянной практикой.

Если вы готовы к новым вызовам, проверьте другие способы построить метеостанцию с Raspberry Pi.

Есть вопросы? Дайте нам знать, обратившись к нам. Мы будем рады помочь вам.