Estación meteorológica completa de Raspberry Pi: 14 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Hola, todos, ¡Este es mi primer Instructable! En este tutorial te guiaré para hacer una estación meteorológica Raspberry Pi con su propia base de datos y sitio web. Hice esta estación meteorológica en el contexto de una tarea escolar, me inspiré en Instructables. La estación meteorológica puede medir la temperatura, la humedad, la presión barométrica, la velocidad del viento y el nivel de luz en porcentaje. Todas las muestras que recopila Raspberry Pi se almacenarán dentro de un servidor MySQL en la propia Pi y se mostrarán en un servidor web.

Paso 1: reúna sus materiales

Los materiales de esta estación son muy sencillos. Necesitará todos los materiales adecuados, un sensor y una carcasa.

Materiales

Frambuesa pi

El tipo no importa mucho, incluso puede usar la Raspberry Pi Zero W, pero asegúrese de no tomar la primera revisión porque necesitará una conexión de red para el servidor web. En este Instructable usaré Raspberry Pi 3.

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Algunos cables de puente

Necesitará algunos cables para conectar todos los sensores y el chip con su Raspberry Pi. Hay tres tipos de cables de puente: de macho a hembra, de macho a macho y de hembra a hembra. Necesitará alrededor de 15 del tipo macho a hembra y macho a macho. De cualquier manera, no estaría de más tener a los tres.

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Tablero de circuitos

Hacer electrónica sin una placa de pruebas es difícil de manejar. Si planeas hacer más dispositivos electrónicos de bricolaje, esto siempre será útil.

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Sensores

Temperatura y humedad: Grove Temp & Hum v1.0

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Presión barométrica: Grove - Sensor de barómetro BMP280 (este sensor también captura la temperatura)

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Velocidad del viento: Módulo de sensor de infrarrojos (FC-03) LM393

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Luz: sensor de luz Grove (nota: este es un sensor analógico, un convertidor analógico a digital como un MCP3008 es necesariamente)

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Alojamiento

La vivienda es una parte muy importante de tu proyecto. Aquí colocará todos sus dispositivos electrónicos y sensores. No es necesario que la vivienda sea bonita, pero seguro que puede serlo. En este Instructable haré una pajarera con un compartimento en la parte inferior donde puedo guardar mi Raspberry Pi.

Siempre puede optar por una carcasa menos laboriosa, como una caja de electrónica blanca. La única condición es que debe haber orificios de ventilación para que el viento y el aire puedan pasar por los sensores; de lo contrario, no obtendrá muestras precisas.

Paso 2: conecte todo el componente

Una vez que tenga todos sus componentes, puede comenzar haciendo una configuración de prueba. Aquí conecta todos sus dispositivos electrónicos a su Raspberry Pi. Puede encontrar el esquema de Fritzing en los archivos. Cuando todas las conexiones estén hechas, puede comenzar configurando su Raspberry Pi.

Paso 3: configura Raspberry Pi

Si es la primera vez que trabaja con una Raspberry Pi, le recomiendo encarecidamente que visite el sitio web raspberrypi.org, tiene excelentes documentaciones y tutoriales para principiantes.

www.raspberrypi.org

Asegúrese de estar ejecutando la última versión de Debian. Puede actualizar escribiendo en el terminal en Raspberry Pi o en una sesión SSH:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Paso 4: Instale SPI e I2C

Una vez que esté completamente actualizado, tendremos que editar algunas configuraciones en nuestra Raspberry Pi. Todos los diferentes sensores, excepto el sensor de luz y el sensor de velocidad por infrarrojos, utilizan el protocolo I2C. Si desea utilizar este protocolo junto con la interfaz SPI, deberá habilitarlo en la configuración de la Raspberry Pi. Puede configurar la interfaz SPI e I2C siguiendo estos comandos.

sudo raspi-config

Habilite tanto SPI como I2C. Luego reinicie usando:

sudo reiniciar

Una vez reiniciado, vamos a comprobar si "dtparam = spi = on" y "dtsparam = i2C_arm = on" están dentro del archivo / boot / config. Cuando haya encontrado estas líneas, tendrá que descomentarlas.

sudo nano /boot/config.txt

Salga del editor usando ctrl + x y guarde.

Ahora vamos a instalar las distintas librerías para controlar los sensores.

sudo apt-get install python3-spidev

sudo apt-get install python-smbus sudo apt-get install i2c-tools

Paso 5: Instale MySQL

Una vez que haya configurado los conceptos básicos de la Raspberry Pi, como conectarse a Internet y actualizar el software. Podemos comenzar a configurar nuestro sistema de base de datos donde almacenaremos todos nuestros datos meteorológicos. Usaremos MySQL. Este es un sistema de base de datos fácil de usar en el que podemos conectar varias tablas entre sí mediante relaciones. Para instalar MySQL, escriba en la terminal:

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install mysql-client

Durante la instalación, se le pedirá que ingrese una contraseña para el usuario root. Necesitará esta contraseña más adelante. Una vez instalados estos paquetes, puede verificar el estado de su servidor MySQL escribiendo:

mysql -uroot -p

estado

Paso 6: ejecutar el script de la base de datos

Una vez que el servidor MySQL está funcionando, podemos ejecutar el script de la base de datos. Este script creará un modelo con diferentes tablas. Aquí almacenaremos toda la fecha que captura el sensor y todas las configuraciones diferentes que utiliza el sitio web.

Para ejecutar un script MySQL desde Pi, primero debemos copiar el script en Raspberry Pi. FileZilla es una excelente manera de copiar archivos entre su PC y su Pi. Aquí hay una gran guía sobre cómo hacerlo.

www.raspberrypi.org/documentation/remote-a…

Una vez que el script está en su Pi, puede ejecutarlo escribiendo en la terminal:

mysql -uroot -p

fuente /ruta/to/script.sql

Paso 7: Instalación del conector MySQL para Python3

Queremos conectar nuestra base de datos al servidor web que se ejecuta en Python3. Para instalar este conector, ejecute este comando.

sudo apt-get install python3-mysql.connector

Paso 8: Instale Flask

El servidor web utiliza Flask. Este microframe es altamente personalizable y fácil de usar. Perfecto para nuestra estación meteorológica. Para instalar el matraz, escriba este comando en una ventana de terminal.

sudo apt-get install python3-flask

Paso 9: Copie el servidor web en su Raspberry Pi

Todos los paquetes están ahora instalados y todo está configurado. Ahora podemos copiar el código de GitHub. Hay dos formas de obtener el código en su Raspberry Pi: puede descargar el archivo zip maestro y copiarlo en su Pi con FileZilla o puede clonar el repositorio directamente en su Raspberry Pi. Para clonar el repositorio, escribe estos comandos en tu Pi.

cd / ruta / te / gusta /

clon de git

Ahora debería tener un nuevo directorio llamado WeatherStation. Puede verificar esto con la siguiente instrucción:

ls

Paso 10: editar la clase de la base de datos

Todo el código está ahora en su Raspberry Pi. Antes de que podamos probar, necesitamos configurar el conector MySQL. La configuración del conector se almacena dentro del directorio recién creado. Para ir al archivo necesitamos cambiar nuestro directorio actual. Una vez que hayamos localizado el archivo vamos a insertar nuestra contraseña de root de nuestro servidor MySQL dentro del archivo. Puede hacer esto siguiendo estos comandos.

cd WeatherStation / Flask / Base de datos /

nano pswd.py

Ahora puede editar el archivo. Reemplace "your_password" con su contraseña raíz de MySQL. Ahora estamos listos para probar el código.

Paso 11: Prueba

Ahora que todo está finalmente instalado y cableado, podemos comenzar a probar. Vaya al directorio de Flask y escriba el comando:

python3 Flask.py

Todo debería empezar. Ahora puede ir a su sitio web escribiendo en la barra de direcciones: http: IP_RASPBERRY: 5000 /.

Paso 12: el sitio web

Cuando abra el sitio por primera vez, verá una pantalla de inicio de sesión. Puede ingresar al sitio si usa como nombre de usuario "Lander" y contraseña "Test12". El sitio web está escrito en holandés, puede traducir el sitio web si tiene algún conocimiento de desarrollo web.

Paso 13: Ponga todo en el gabinete

Tome su carcasa y coloque los componentes electrónicos de manera que estén espaciados uniformemente. Usaré mi pajarera recién hecha, incluí el diseño a continuación. Es una caja sencilla con fondo falso para guardar la Raspberry Pi.

Nota: siempre tiene que haber una corriente de aire para que el sensor de humedad funcione correctamente. Una vez que esté satisfecho con el resultado puede cerrar todo y la estación meteorológica está terminada. Ahora puede colocarlo en el lugar que desee y recopilar los datos meteorológicos.

Paso 14: su estación meteorológica está funcionando

Felicitaciones, su Raspberry Pi ahora es completamente funcional. ¡Colóquelo en algún lugar al aire libre y recopile los datos!