Raspberry Pi 기반 기상 관측소

이것은 기상 관측소를 위한 간단한 프로젝트입니다.

처음에는 온도, 압력 및 습도를 읽습니다. 다음 단계는 풍향과 그 풍속을 측정하는 것입니다.

프로젝트의 기반은 기상 관측소가 태양열로 전력을 공급받는다는 아이디어 때문에 적은 소비량으로 선택된 Raspberry PI A+입니다.

OS는 raspbian 배포판이며 일부는 선반 파이썬 라이브러리에서 제외됩니다.

주요 프로그램은 Python으로 작성되었습니다.

기상 관측소는 2분마다 모든 데이터를 www.wunderground.com에 업로드합니다.

1단계:하드웨어 설명

프로젝트를 완료하려면 다음이 필요합니다.

라즈베리파이 A+ (모든 모델 사용 가능)

온도/압력 센서 Bosch BMP180

온도/습도 센서 HTU21D

무선 어댑터

SD 카드

10W 태양광 패널

7.2 Ah 12V 배터리

일반 12V 태양광 컨트롤러/충전기

5V 레귤레이터 7805

필요한 비트와 습지

2단계:기본 설정

Rpi에 raspbian을 설치하는 방법을 설명하는 데 시간을 낭비하지 않겠습니다. 이 프로젝트를 만들고자 하는 사람은 누구나 이 문제에 능숙하다고 생각합니다.

어쨌든 배포판 링크는 http://www.raspberrypi.org/downloads/

입니다.

몇 개의 Rpi를 소유하고 있기 때문에 무선 연결로 롤링할 준비가 된 SD 이미지가 이미 있으므로 새 카드에 다시 쓰는 문제였습니다.

이러한 "백업"이 없는 경우 이더넷이 있는 B+ 또는 기타 모델을 사용하고 사용 가능한 많은 자습서 중 하나를 사용하여 모든 것을 설정하는 것이 더 나을 것입니다.

Rpi 설정을 위한 좋은 튜토리얼은 http://www.raspberrypi.org/help/quick-start-guide/

입니다.

무선에 좋은 것은 http://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/

입니다.

모든 것이 잘 되었다면 이제 무선 인터넷에 액세스할 수 있는 Rpi가 있어야 합니다.

I2C 프로토콜을 사용하려면 여전히 Rpi가 준비되어 있어야 합니다.

좋은 것은 https://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-4-gpio-setup/configuring-i2c

입니다.

3단계:기타 소프트웨어 설정

Rpi를 설정한 후 사용된 센서를 읽는 데 필요한 몇 가지 소프트웨어가 있습니다.

Rpi "Headless"를 사용하고 명령줄을 사용하여 모든 작업을 수행했습니다.

BMP180에 Adafruit 라이브러리를 사용했습니다. 링크를 따라 설치하면 됩니다.

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

습도 센서를 읽기 위한 Pigpio 라이브러리도 필요합니다.

에서 다운로드할 수 있습니다.

http://abyz.co.uk/rpi/pigpio/download.html 및 설치 지침을 따르십시오.

그런 다음 Rpi를 재부팅할 때마다 Pigpio도 로드되는지 확인해야 합니다. /etc/rc.local

에 다음 줄을 추가하여 이 작업을 수행했습니다.

sudo pigpiod

제 경우에는 이것으로 충분하지만 이것은 pigpio를 설치한 위치에 따라 다릅니다. 문제가 발생하면 파일의 전체 경로를 입력하면 됩니다.

제시된 튜토리얼은 매우 간단하지만 도움이 필요하시면 제가 여기 있습니다 😀

4단계:센서 설정

나는 Ebay에서 두 센서를 모두 얻었습니다. 센서가 이미 납땜되어 있는 작은 보드를 준비하는 것이 더 쉽고 저렴하기 때문입니다. Ebay에서 BMP180 및 HTU21D를 검색하면 확실히 찾을 수 있습니다.

이들은 통신하기가 매우 쉬운 I2C 센서입니다. I2C 프로토콜을 사용하면 여러 센서를 병렬로 연결하고 각각 고유한 주소를 가지고 있기 때문에 각각과 통신할 수 있습니다.

나는 그림에서 볼 수 있는 모든 신호를 일치시키기 위해 약간의 기술로 둘 다 함께 납땜했습니다.

센서에는 Rpi의 +3.3V, GND, SDA 및 SCL 신호가 필요합니다.

원하는 배선을 사용할 수 있지만 4선 케이블(전화)이 좋은 아이디어일 것입니다.

5단계:주요 프로그램

주요 프로그램은 temp-monitor.py입니다.

python이 설치되어 있어야 하며 그렇지 않은 경우 http://raspberry.io/wiki/how-to-get-python-on-your-raspberrypi/

를 따르십시오.

프로그램의 첫 번째 부분은 필요한 라이브러리를 보여줍니다.

Adafruit_BMP.BMP085를 BMP085로 가져오기
smbus 가져오기
os 가져오기
sys 가져오기
getopt 가져오기
sqlite3 가져오기
수학 가져오기
pigpio 가져오기
시간 가져오기

프로그램 다음에 습도를 읽는 2개의 기능이 있습니다. Read_temperature는 상대습도 계산 시 보상을 위해 HUT21D의 온도를 읽어주는 함수입니다. 다음 기능 read_humidity에 필요합니다.

이 함수 내부에는 몇 가지 계산이 있지만 이는 모두 센서 데이터시트에 따른 것입니다. 중요한 내용은 아니지만 원하는 경우 항상 확인하세요.

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

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

cmd 변수는 curl을 사용하여 www.wundergroud.com으로 데이터를 보내는 역할을 합니다. 이 웹사이트는 정말 멋진 통계와 그래프를 제공합니다. 데이터를 업로드하려면 계정을 등록해야 합니다(무료).

그런 다음 표시된 대로 cmd 변수에서 변경할 ID와 비밀번호를 갖게 됩니다.

cmd =“컬 “+”'http://weatherstation.wunderground.com/weatherstation/updateweatherstation.php?ID=&PASSWORD=&dateutc=now&tempf=”+str((temp*1.8)+32)+”&humidity=”+ str(원형(습도,2))+”&baromin=”+str((압력/100)*0.0295299)+”&action=updateraw”+”'”

그런 다음 /etc/rc.local을 다시 변경하고 Rpi가 재부팅될 때 프로그램을 시작할 줄을 삽입해야 합니다.

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

&기호는 프로그램을 메모리에 저장하고 사용할 명령줄을 해제하기 때문에 중요합니다.

업데이트

궁금한 분들을 위해 temp-monitor-online.py가 현재 사용 중인 프로그램으로 온도, 압력, 습도, 이슬점, 풍속, 풍향, 자외선 및 일사량을 표시합니다.

6단계:태양광 패널 구축

모든 것을 정리하고 잘 작동했다면 이제 기상 관측소를 밖에 둘 때입니다.

나는 Ebay에서 구입한 3개의 3.5W 모듈을 사용하여 태양열 발전 시스템을 사용하여 Rpi에 전력을 공급하기로 결정했습니다.

모듈은 6V를 출력하므로 직렬로 연결된 3개의 모듈은 12V 태양광 시스템의 표준인 18V를 제공합니다.

내가 한 것처럼 정렬할 수 있으며 시스템을 실행할 수 있는 꽤 멋진 작은 패널이 될 것입니다.

아마도 10W와 7,2Ah 배터리가 Rpi에 비해 조금 많다고 생각하실지 모르지만 저는 아일랜드에 있기 때문에 태양 없이 며칠을 달릴 것으로 예상하고 있으므로…

자세한 내용:Raspberry Pi 기반 기상 관측소