Raspberry Pi сетевой монитор температуры и влажности — руководство по DIY сборке

Raspberry Pi сетевой монитор температуры и влажности — руководство по DIY сборке

Постройте надежный, сетевой монитор температуры и влажности, используя Raspberry Pi и недорогой датчик. Это руководство дает полный список комплектующих, пошаговые инструкции и ПО для захвата, хранения и визуализации данных.

Список материалов (BOM)

• $35.00 – Raspberry Pi Model B – Newark
• $8.12 – Classic Pi Case – Pi Hut (5.99€)
• $6.99 – SD Card (SanDisk, не Kingston)
• $15.00 – DHT22 датчик температуры/влажности – Adafruit
• $15.99 – PoE Splitter – Newegg
• Расходники: инструменты, паяльник, клеевой пистолет, пластиковые стойки, резиновые ножки и т.д.

Шаг 1: Физическая сборка

1. Разделите половины корпуса и отложите резиновые ножки.
2. Установите Raspberry Pi на нижнюю половину с входящим железом.
3. Вырежьте GPIO нокаут бритвой или X-acto ножом.
4. Вырежьте пластиковую стойку 1.1×2.4×0.75 дюйма (Azek) для изоляции датчика от тепла Pi.
5. Нанесите горячий клей на стойку, датчик и половины корпуса как на диаграмме, обеспечивая свободные вырезы для LED и камеры.
6. Приклейте резиновые ножки к низу PoE адаптера для стабильности.
7. Переключите выходное напряжение PoE сплиттера на 5V и зафиксируйте каплей клея.

Шаг 2: Электрическая проводка

У DHT22 есть запасной заземляющий провод; отрежьте его. Затем:

1. Соедините датчик с 5-пиновым female хэдером: Красный (+3.3V), Желтый (Data), Черный (Ground). Средние два пина не используются.
2. Подключите хэдер к GPIO Raspberry Pi:
   
   • Красный → GPIO Pin 1 (3.3V)
   • Желтый → GPIO Pin 7 (GPIO 4)
   • Черный → Ground (GPIO Pin 9)
3. Используйте короткий CAT5 кабель для связи PoE сплиттера LAN OUT с Ethernet джеком Pi.
4. Припаяйте Micro-USB кабель к выходу питания PoE сплиттера. Для Adafruit коннектора следуйте диаграмме на Adafruit; иначе определите +5V и GND мультиметром (белая полоса = плюс).

Шаг 3: Настройка ПО Raspberry Pi

1. Скачайте последний NOOB образ с Raspberry Pi Downloads и отформатируйте SD карту через SD Card Formatter.
2. Установите Raspbian, выбрав US клавиатуру и включив SSH и headless загрузку. Задайте запоминающийся hostname (напр., rpithon) и 16M memory split.
3. Зайдите по SSH (ssh [email protected]) и обновите систему:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade && sudo rpi-update && sudo reboot

4. Для удобства включите root аккаунт и удалите дефолтного пользователя pi:

sudo passwd root
sudo deluser --remove-home pi

5. Установите базовые утилиты: apt-get install emacs23-nox и настройте SSH без X11 forwarding, без DNS, с 60-секундным keep-alive.
6. Настройте SD карту на fsck при каждой загрузке: tune2fs -c 1 /dev/mmcblk0p6.

Шаг 4: Установка LAMP сервера

Установите веб-стек для хостинга визуализаций данных:

sudo apt-get install apache2 php5 mysql-client mysql-server vsftpd

Выберите надежный MySQL root пароль при установке. После проверки веб-сервера перейдите на https://rpithon или https://.

Шаг 5: Python окружение и работа с данными

Установите Python пакеты для MySQL и графиков:

wget https://bitbucket.org/pypa/setuptools/raw/bootstrap/ez_setup.py
python ez_setup.py
sudo apt-get install python-mysqldb libmysqlclient-dev
sudo easy_install MySQL-python
sudo apt-get install libblas-dev liblapack-dev python-dev libatlas-base-dev gfortran python-setuptools python-scipy python-matplotlib

Шаг 6: WiringPi GPIO интерфейс

Используйте библиотеку WiringPi Гордона Хендерсона для интерфейса с DHT22 и логирования данных в MySQL БД. Обратитесь к документации WiringPi для детального API.

Обслуживание и траблшутинг

• После примерно 49 дней +16 часов датчик может «плоско» застыть; ребут чистит проблему. Планируйте ежемесячный ребут если система работает без присмотра.
• Используйте SanDisk SD карты чтобы избежать проблем надежности, ранее наблюдавшихся с Kingston.
• Держите переключатель выходного напряжения PoE сплиттера залоченным на 5V для защиты Pi.

С собранным железом, настроенным софтом и данными датчика текущими в веб-интерфейс, у вас теперь есть полностью функциональный, сетевой монитор среды, подходящий для дома, офиса или малого промышленного использования.