Stacioni i motit diellor Raspberry Pi: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

I nxitur nga përfundimi i dy projekteve të mia të mëparshme, Kamera Kompakte dhe Konsola e Lojrave Portative, doja të gjeja një sfidë të re. Përparimi natyror ishte një sistem i largët në natyrë…

Doja të ndërtoja një stacion moti Raspberry Pi që ishte në gjendje të mbahej jashtë rrjetit dhe të më dërgonte rezultatet përmes një lidhje pa tel, nga kudo! Ky projekt me të vërtetë ka pasur sfidat e tij, por për fat të mirë fuqizimi i Raspberry Pi është një nga sfidat kryesore që është bërë e lehtë duke përdorur PiJuice si një furnizim me energji me mbështetjen e shtuar diellore (e kompletuar me teknologjinë tonë revolucionare PiAnywhere - mënyra më e mirë për të hiqni Pi -n tuaj nga rrjeti!).

Mendimi im fillestar ishte të përdorja modulin fantastik AirPi për të marrë lexime. Megjithatë, kjo kishte dy të meta kryesore; kërkon një lidhje të drejtpërdrejtë në internet për të ngarkuar rezultatet dhe duhet të lidhet drejtpërdrejt me GPIO në Pi që do të thotë se nuk mund të ekspozohet në ajër pa ekspozuar edhe Raspberry Pi (jo ideale nëse duam që ky stacion moti të zgjasë çdo kohë).

Zgjidhja… ndërto modulin tim të ndjesisë! Duke përdorur pjesën më të madhe të AirPi për frymëzim, unë isha në gjendje të krijoja një prototip shumë të thjeshtë duke përdorur një sensor që kisha tashmë; temperatura, lagështia, nivelet e dritës dhe gazrat e përgjithshme. Dhe gjëja e mrekullueshme për këtë është se është vërtet e lehtë të shtosh më shumë sensorë në çdo kohë.

Vendosa të përdor një Raspberry Pi a+ kryesisht për shkak të konsumit të ulët të energjisë. Për të më dërguar rezultatet kam përdorur modulin EFCom Pro GPRS/GSM, i cili mund të dërgojë një tekst direkt në celularin tim me rezultatet! Mjaft e rregullt apo jo?

Më vjen mirë që kam ndonjë ide që keni për projekte të tjera të shkëlqyera diellore ose portative. Më tregoni në komentet dhe do të bëj çmos për të krijuar një tutorial!

Hapi 1: Pjesët

1 x PiJuice + Paneli Diellor (i kompletuar me teknologjinë tonë revolucionare PiAnywhere - mënyra më e mirë për të hequr Pi tuaj nga rrjeti!)

1 x mjedër Pi a+

1 x Modul EFCom Pro GPRS/GSM

1 x Kartë Sim

1 x Bordi i Bukës

Protoboard

1 x MCP3008 ADC

1 x LDR

1 x LM35 (Sensori i temperaturës)

1 x DHT22 (Sensori i lagështisë)

1 x Sensor i Përgjithshëm i Cilësisë së Ajrit TGS2600

1 x 2.2 KΩ Rezistencë

1 x 22 KΩ Rezistencë

Rezistencë 1 x 10 KΩ

10 x Tela Femra - Femra Jumper

Asortimenti i telave me një matës të vetëm

1 x Kuti bashkimi e jashtme e vetme në natyrë

1 x Kuti kryqëzimi dyshe në natyrë

1 x Lidhës kabllor i papërshkueshëm nga uji

2 x 20mm Kabllo gjysmë e verbër Grommets

Hapi 2: Qarku i Ndijimit

Ka mjaft elementë të ndryshëm në këtë projekt, kështu që është më mirë të bëni gjithçka në hapa. Së pari unë do të kaloj përmes mënyrës së bashkimit të qarkut të ndjesisë.

Ashtë një ide e mirë që së pari ta ndërtoni këtë në një dërrasë buke, vetëm në rast se bëni ndonjë gabim, unë kam përfshirë një diagram qarkor dhe fotografi hap pas hapi, për t'u referuar.

1. Komponenti i parë që lidhet është ky konvertues analog në dixhital MCP3008. Kjo mund të marrë deri në 8 hyrje analoge dhe komunikon me Raspberry Pi përmes SPI. Me çipin drejtuar lart, dhe gjysmërrethin e prerë në fundin më të largët nga ju, kunjat në të djathtë lidhen të gjithë me Raspberry Pi. Lidhini ato siç tregohet. Nëse dëshironi të mësoni pak më shumë se si funksionon çipi, këtu është një udhëzues i shkëlqyeshëm për MCP3008 dhe protokollin SPI.
2. Kunjat në të majtë janë 8 hyrje analoge, të numëruara 0-7 nga lart poshtë. Ne do të përdorim vetëm 3 të parët (CH0, CH1, CH2), për LDR, sensorin e përgjithshëm të gazit (TGS2600) dhe sensorin e temperaturës (LM35). Së pari lidhni LDR siç tregohet në diagram. Njëra anë në tokë dhe tjetra në 3.3V përmes një rezistence 2.2KΩ dhe CH0.
3. Tjetra, lidhni "sensorin e përgjithshëm të gazit". Ky sensor gazi përdoret për zbulimin e ndotësve të ajrit si hidrogjeni dhe monoksidi i karbonit. Unë ende nuk kam punuar se si të marr përqendrime të veçanta, kështu që tani për tani rezultati nga ky sensor është një nivel bazë përqindjeje, ku 100% është plotësisht i ngopur. Me sensorin drejtuar lart (kunjat në pjesën e poshtme), kunja direkt në të djathtë të daljes së vogël është kunja 1 dhe më pas numrat rriten në drejtim të akrepave të orës rreth kunjit. Pra, kunjat 1 dhe 2 lidhen me 5V, kunja 3 lidhet me CH1 dhe tokëzohet përmes një rezistori 22KΩ dhe pin4 lidhet drejtpërdrejt me tokën.
4. Sensori përfundimtar analog për t'u lidhur është sensori i temperaturës LM35. Kjo ka 3 kunja. Merrni sensorin në mënyrë që ana e sheshtë të jetë më afër jush, kunja e majtë lidhet drejtpërdrejt me 5V (nuk është e shënuar në diagram, keq!), Kunja qendrore lidhet me CH2 dhe kunja më e djathtë lidhet drejtpërdrejt me tokën. Lehtë!
5. Komponenti i fundit për t'u lidhur është sensori i lagështisë DHT22. Ky është një sensor dixhital kështu që mund të lidhet drejtpërdrejt me Raspberry Pi. Merrni sensorin me rrjetën përballë jush dhe katër kunjat në pjesën e poshtme. Kunjat porositen nga 1 në të majtë. Lidheni 1 me 3.3V. Pin 2 shkon në GPIO4 dhe 3.3V përmes një rezistence 10KΩ. Lëreni pinin 3 të shkëputur dhe kunja 4 shkon direkt në tokë.

Kjo eshte! Qarku i provës është ndërtuar. Shpresoj të shtoj më shumë përbërës kur të kem kohë. Unë me të vërtetë do të doja të shtoja një sensor presioni, një sensor të shpejtësisë së erës dhe do të doja të merrja të dhëna më inteligjente mbi përqendrimet e gazit.

Hapi 3: Moduli GSM

Tani që qarqet ndijuese janë ndërtuar, duhet të ketë një mënyrë për të marrë rezultatet. Aty vjen moduli GSM. Ne do ta përdorim atë për të dërguar rezultatet përmes rrjetit celular në një SMS, një herë në ditë.

Moduli GSM komunikon me Raspberry Pi përmes serisë duke përdorur UART. Këtu keni disa informacione të shkëlqyera mbi komunikimin serik me Raspberry Pi. Në mënyrë që të marrim kontrollin e portit serik të Pi, duhet së pari të bëjmë disa konfigurime.

Ngrini Raspberry Pi tuaj me një imazh standard Raspbian. Tani ndryshoni skedarin "/boot/cmdline.txt" nga:

"dwc_otg.lpm_enable = 0 tastierë = ttyAMA0, 115200 kgdboc = ttyAMA0, 115200 tastierë = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 ashensor = afati i fundit rootwait"

te:

"dwc_otg.lpm_enable = 0 tastierë = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 ashensor = afati i pritjes së rrënjës"

duke hequr pjesën e nënvizuar të tekstit.

Së dyti, ju duhet të redaktoni skedarin "/etc/inittab", duke komentuar rreshtin e dytë në seksionin vijues:

#Pjell një geti në linjën serike të Raspberry PiT0: 23: respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100"

Kështu që lexohet:

"#Pjellë një getty në linjën seriale të Raspberry Pi#T0: 23: respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100"

dhe rindizni Pi. Tani porti serik duhet të jetë i lirë për të komunikuar me ju sipas dëshirës tuaj. Timeshtë koha për të lidhur modulin GSM. Hidhni një sy diagramit të qarkut në hapin e mëparshëm dhe fotografive të mësipërme për të parë se si bëhet kjo. Në thelb, TX është i lidhur me RX dhe RX është i lidhur me TX. Në Raspberry Pi TX dhe RX janë GPIO 14 dhe 15 respektivisht.

Tani, ju ndoshta dëshironi të kontrolloni që moduli po funksionon, kështu që le të përpiqemi të dërgoni një tekst! Për këtë ju duhet të shkarkoni Minicom. Shtë një program që ju lejon të shkruani në portin serik. Përdorni:

"sudo apt-get install minicom"

Pasi të jetë instaluar, minicom mund të hapet me komandën e mëposhtme:

"minicom -b 9600 -o -D /dev /ttyAMA0"

9600 është norma e baudit dhe /dev /ttyAMA0 është emri i portës serike të Pi. Kjo do të hapë një emulator terminal në të cilin gjithçka që shkruani do të shfaqet në portën serike, domethënë do të dërgohet në modulin GSM.

Vendosni kartën tuaj SIM të mbushur në modulin GSM dhe shtypni butonin e energjisë. Pas së cilës një led blu duhet të vijë. Moduli GSM përdor grupin e komandave AT, këtu është dokumentacioni nëse jeni vërtet të interesuar. Tani ne kontrollojmë që Raspberry Pi ka zbuluar modulin me komandën e mëposhtme:

"AT"

moduli pastaj duhet të përgjigjet me:

"NE RREGULL"

Shkëlqyeshëm! Atëherë ne duhet të konfigurojmë modulin për të dërguar një SMS si tekst dhe jo binar:

"AT+CMGF = 1"

përsëri përgjigja duhet të jetë "OK". Tani ne shkruajmë komandën për të dërguar një SMS:

"AT+CMGS =" 44 ************* "", zëvendësoni yjet me numrin tuaj.

Modemi me përgjigje me ">" pas së cilës mund të shkruani mesazh. Për të dërguar mesazhin shtypni. Kjo është e gjitha, dhe me çdo fat ju sapo keni marrë një tekst direkt nga Raspberry Pi juaj.

Epo tani që e dimë se moduli GSM po punon ju mund të mbyllni minicom; ne nuk do të kemi nevojë për të për pjesën tjetër të projektit.

Hapi 4: Shkarkoni Softuerin dhe Dry Run

Deri në këtë fazë gjithçka duhet të jetë e lidhur dhe e gatshme për të provuar për një vrapim të thatë. Unë kam shkruar një program mjaft të thjeshtë python që do të marrë lexime nga secili sensor dhe më pas do t'i dërgojë rezultatet në telefonin tuaj celular. Mund ta shkarkoni të gjithë programin nga faqja PiJuice Github. Tani mund të jetë gjithashtu një kohë e mirë për të provuar me modulin PiJuice. Thjesht futet në GPIO të Raspberry Pi, të gjitha telat e lidhur me Pi thjesht lidhen drejtpërdrejt në daljet përkatëse të kunjave në PiJuice. Lehtë si Pi. Për të shkarkuar kodin përdorni komandën:

git klon

Kjo është vendosur për të dërguar të dhëna një herë në ditë. Për qëllime testimi kjo nuk është e shkëlqyeshme, kështu që ju mund të dëshironi të redaktoni programin. Kjo bëhet lehtë; thjesht hapni skedarin; "sudo nano weatherstation.py". Pranë krye ka një seksion "vendosja e vonesës". Komentoni rreshtin "vonesë = 86400" dhe mos-komentoni "vonesë = 5". Tani rezultatet do të dërgohen një herë në 5 sekonda. Ju gjithashtu do të dëshironi të ndryshoni programin në mënyrë që të përmbajë numrin tuaj celular. Gjeni ku shkruan "+44 **********" dhe zëvendësoni yjet me numrin tuaj.

Para se të ekzekutoni programin, thjesht do të duhet të shkarkoni një bibliotekë për të lexuar sensorin e lagështisë DHT22:

git klon

Dhe biblioteka duhet të instalohet:

"cd Adafruit_Python_DHT"

"sudo apt-get update"

"sudo apt-get install install-thelbësor python-dev"

"sudo python setup.py install"

Faleminderit, tani mund ta provoni programin.

"sudo python weatherstation.py"

Ndërsa programi po funksionon, rezultatet duhet të dërgohen në celularin tuaj, por gjithashtu të printohen në terminal çdo 5 sekonda.

Hapi 5: Ndërtoni qarkun

Tani që gjithçka po funksionon në praktikë, është koha për të ndërtuar gjënë e vërtetë. Fotografitë tregojnë idenë e përgjithshme se si e gjithë njësia përshtatet së bashku. Ekzistojnë dy njësi banimi të veçanta; një për qarkun ndijues (i cili do të ketë vrima për të lejuar qarkullimin e ajrit brenda) dhe një për Raspberry Pi, njësinë GPRS dhe PiJuice, (plotësisht i papërshkueshëm nga uji) paneli diellor do të lidhet me njësinë llogaritëse me një kryqëzim të ngushtë ndaj ujit. Të dy njësitë pastaj mund të shkëputen lehtësisht në mënyrë që ose kutia e sensorit ose kutia e llogaritjes të mund të hiqen pa pasur nevojë të heqësh të gjithë njësinë. Kjo është e shkëlqyeshme nëse doni të shtoni më shumë sensorë ose nëse keni nevojë për Raspberry Pi ose PiJuice tuaj për një projekt tjetër.

Ju do të duhet të thyeni protoboardin për t'u përshtatur brenda më të voglit nga dy kutitë e kyçjes. Këtu është vendosur qarku i ndijimit. Qarku i ndijimit tani transferohet nga pllaka e bukës në protoboard. Tani do t'ju duhet të bëni disa saldime. Sigurohuni që jeni të kënaqur duke përdorur një hekur bashkues në mënyrë të sigurt. Nëse nuk jeni të sigurt, atëherë kërkoni ndihmën e dikujt që është një saldator kompetent.

Shumë falënderime për Patrick në laborator këtu, i cili më shpëtoi nga bërja e një hash të vërtetë të këtij qarku. Ai arriti ta godiste atë së bashku në pak minuta! Nëse, si unë, ju nuk jeni më i miri në ndërtimin e qarqeve dhe nuk keni një gjeni si Patrick gati për t'ju ndihmuar, atëherë gjithmonë mund ta lini qarkun në një pjatë, për aq kohë sa të përshtatet në kutinë tuaj elektrike Me

Hapi 6: Përgatitja e Njësive të Strehimit

Kjo pjesë është aty ku bëhet vërtet argëtuese. Ju mund të keni vënë re unazat në secilën kuti. Këto janë krijuar për t'u rrëzuar në mënyrë që kutitë të bëhen nyje lidhëse për elektricitetin. Ne do t'i përdorim ato për t'u lidhur midis njësisë së ndijimit dhe njësisë llogaritëse, për t'u lidhur me panelin diellor dhe gjithashtu si ventilim për njësinë e ndijimit për të lejuar qarkullimin e ajrit.

Fillimisht hiqni nga një vrimë në secilën kuti për t'u lidhur mes të dyjave, siç shihet në fotografi. Rrëzimi i vrimave mund të jetë i ndërlikuar për t'u bërë me rregull, por një avantazh i përafërt nuk ka rëndësi. Kam gjetur se metoda më e mirë është të përdorësh një vidë për të shpuar fillimisht unazën e prerë rreth secilës vrimë, dhe pastaj ta heqësh atë si një kapak kallaji bojë. Lidhësi kabllor i papërshkueshëm nga uji përdoret më pas për të lidhur dy kutitë.

Atëherë do t'ju duhet të bëni një vrimë tjetër në kutinë llogaritëse për telin e panelit diellor. Kjo vrimë lidhet më pas me një nga grometrat tuaja gjysmë të verbër të kabllove. Para se të vendosni grommet në shpuar një vrimë në të që kabllo të kalojë. Kjo duhet të jetë sa më e vogël për ta mbajtur atë të papërshkueshëm nga uji, pastaj shtyjeni skajin e mikro usb përmes vrimës (ky është fundi që lidhet me PiJuice).

Më në fund duhet të bëhet një vrimë shtesë në njësinë e ndijimit për të lejuar ajrin brenda dhe jashtë. Kam vendosur të shkoj për tërësisht drejtpërdrejt përballë kryqëzimit midis dy kutive. Mund të jetë e nevojshme të shtoni një vrimë të dytë. Mendoj se do ta zbulojmë pas njëfarë kohe duke përdorur stacionin e motit.

Hapi 7: Instalimi dhe përfundimi i stacionit të motit

Pikërisht, gati aty. Faza e fundit është lidhja e gjithçkaje.

Duke filluar me njësinë llogaritëse. Në këtë kuti kemi Raspberry Pi, The PiJuice e cila lidhet me Raspberry Pi GPIO dhe modulin GSM i cili lidhet me shpërthimin GPIO në PiJuice nëpërmjet telave të bluzave femra me ato femra. E bukur dhe e qetë! në këtë fazë unë ndoshta do të këshilloja të vendosni një lloj vulosës rreth pikës së hyrjes për kabllon USB për panelin diellor. Një lloj rrëshire, ose superngruesi ndoshta do të funksiononte.

Pastaj kaloni në njësinë e ndijimit. Në foto, nga lart poshtë, telat janë; gri, e bardhë, vjollce dhe blu janë linjat e të dhënave SPI, e zezë është e bluar, portokallia është 3.3V, e kuqja është 5V dhe jeshilja është GPIO 4. Ju do të duhet të gjeni tela kërcyes për t'u lidhur me këto dhe pastaj t'i ushqeni ato përmes kabllit të papërshkueshëm nga uji lidhës siç shihet në fotografi. Pastaj çdo tel mund të lidhet me GPIO përkatëse dhe lidhësi mund të shtrëngohet. Në këtë fazë është e lehtë të shihet se si dizajni mund të përmirësohet; LDR nuk do të ekspozohet ndaj një sasie të madhe drite (megjithëse mund të jetë akoma e dobishme për të ditur vlerat relative, dhe rrëzimi i një vrimë shtesë mund të ndihmojë), mendoj se do të ishte më mirë të përdorim të njëjtën madhësi si njësia llogaritëse kuti edhe për njësinë e ndijimit, atëherë do të ishte më e lehtë të vendosnit tabelën në kuti dhe do të kishte vend për të luajtur me aranzhime të ndryshme.

E kam vendosur tani në kopsht, siç mund ta shihni në fotografi. Shpresoj se në ditët e ardhshme do të jem në gjendje të postoj edhe disa rezultate! Dhe siç thashë më herët, nëse keni ndonjë ide për disa projekte interesante, më tregoni!