Weerstation gebaseerd op Raspberry Pi

Dit is een eenvoudig project voor een weerstation.

Aanvankelijk leest het temperatuur, druk en vochtigheid. De volgende stap is het meten van de windrichting en daarna de windsnelheid.

De basis van het project is een Raspberry PI A+ die werd gekozen vanwege het geringe verbruik, aangezien het de bedoeling was dat het weerstation op zonne-energie zou werken.

Het besturingssysteem is raspbian distro, met enkele standaard Python-bibliotheken.

Het hoofdprogramma is geschreven in Python.

Het weerstation uploadt elke 2 minuten alle gegevens naar www.wunderground.com.

Stap 1:Hardwarebeschrijving

Voor de voltooiing van het project hebben we het volgende nodig:

Raspberry Pi A+ (Het is mogelijk om elk model te gebruiken)

Temperatuur-/druksensor Bosch BMP180

Temperatuur-/vochtigheidssensor HTU21D

Draadloze adapter

SD-kaart

10W zonnepaneel

7,2 Ah 12V batterij

Generieke 12V zonneregelaar/oplader

5V-regelaar 7805

Bits en moerassen nodig

Stap 2:De basis instellen

Ik zal geen tijd verspillen aan het uitleggen hoe je raspbian op een Rpi moet installeren. Ik ga ervan uit dat degene die dit project wil bouwen bekwaam genoeg is in deze zaken.

Hoe dan ook, de link voor de distributies is http://www.raspberrypi.org/downloads/

Aangezien ik een paar Rpi's bezit, heb ik al een SD-image klaar om te rollen met draadloze conectiviteit, dus het was gewoon een kwestie van het herschrijven naar een nieuwe kaart.

Als je zo'n "back-up" niet hebt, is het waarschijnlijk beter voor je om een ​​B+ of ander model met ethernet te gebruiken en alles in te stellen met behulp van een van de vele beschikbare tutorials.

Een goede tutorial voor het instellen van Rpi is http://www.raspberrypi.org/help/quick-start-guide/

Een goede voor draadloos is http://www.raspberrypi.org/documentation/configuration/wireless/

Als alles goed is gegaan, zou je nu een Rpi moeten hebben met draadloos internet.

U moet uw Rpi nog steeds gereed hebben om het I2C-protocol te gebruiken.

Een goede is https://learn.adafruit.com/adafruits-raspberry-pi-lesson-4-gpio-setup/configure-i2c

Stap 3:Andere software instellen

Nadat je je Rpi hebt ingesteld, zijn er een paar stukjes software nodig om de gebruikte sensoren te kunnen uitlezen.

Ik deed alles met Rpi "Headless" en met de opdrachtregel

Ik heb de Adafruit-bibliotheek gebruikt voor de BMP180, volg gewoon de link om het te installeren

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

We hebben ook de Pigpio-bibliotheek nodig voor het uitlezen van de vochtigheidssensor. U kunt downloaden van

http://abyz.co.uk/rpi/pigpio/download.html en volg de installatie-instructies

Daarna moet je ervoor zorgen dat wanneer je de Rpi opnieuw opstart, Pigpio ook wordt geladen. Ik deed dit door de volgende regel toe te voegen aan /etc/rc.local

sudo pigpiod

In mijn geval is dit voldoende, maar dit hangt af van waar je pigpio hebt geïnstalleerd. Als je problemen tegenkomt, plaats dan gewoon het hele pad voor het bestand en je zou in orde moeten zijn.

De gepresenteerde tutorials zijn vrij eenvoudig, maar als je hulp nodig hebt, ben ik hier 😀

Stap 4:De sensoren instellen

Ik heb beide sensoren van Ebay, omdat het gemakkelijker (en goedkoper) is om kant-en-klare kleine borden te maken met de sensoren al gesoldeerd om ze zelf te doen. Als je op Ebay zoekt naar BMP180 en HTU21D, zul je ze zeker vinden.

Dit zijn I2C-sensoren waarmee heel eenvoudig gecommuniceerd kan worden. Met het I2C-protocol kunt u meerdere sensoren parallel aansluiten en met elk ervan communiceren omdat elk een uniek adres heeft.

Ik heb beide met enige vaardigheid aan elkaar gesoldeerd, zodat ze overeenkomen met alle signalen zoals te zien op de foto's.

De sensoren hebben +3.3V, GND, SDA en SCL signalen van de Rpi nodig.

Je kunt elke bedrading gebruiken die je wilt, maar een 4-aderige kabel (telefonie) is waarschijnlijk een leuk idee.

Stap 5:Hoofdprogramma

Hoofdprogramma is temp-monitor.py

Je zou python moeten hebben geïnstalleerd, zo niet, volg dan gewoon http://raspberry.io/wiki/how-to-get-python-on-your-raspberrypi/

Het eerste deel van het programma toont de benodigde bibliotheken.

importeer Adafruit_BMP.BMP085 als BMP085
import smbus
import os
import sys
import getopt
import sqlite3
import math
import pigpio
importtijd

Na het programma hebben we 2 functies die de vochtigheid aflezen. Read_temperature is een functie die de temperatuur van de HUT21D leest ter compensatie bij het berekenen van de relatieve vochtigheid. Het is nodig voor de volgende functie read_humidity.

Er zijn een paar berekeningen binnen deze functies, maar dit is allemaal volgens het gegevensblad van de sensoren. Geen belangrijke dingen, maar je kunt ze altijd controleren als je wilt

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

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

De variabele cmd is verantwoordelijk voor het verzenden van de gegevens naar www.wundergroud.com met behulp van curl. Deze website biedt een aantal hele mooie statistieken en grafieken. U moet een account registreren (het is gratis) om de gegevens te uploaden.

Daarna heb je een ID en een wachtwoord die je zou moeten veranderen in de cmd-variabele zoals weergegeven

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

U moet dan opnieuw /etc/rc.local wijzigen en een regel invoegen om het programma te laten starten wanneer de Rpi opnieuw wordt opgestart:

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

Het &-symbool is belangrijk omdat het uw programma in het geheugen plaatst en de opdrachtregel vrijgeeft om te gebruiken.

UPDATE

Voor de nieuwsgierige geesten is temp-monitor-online.py het huidige programma dat ik gebruik, met metingen voor temperatuur, druk, vochtigheid, dauwpunt, windsnelheid en -richting en uv en zonnestraling.

Stap 6:Opbouwen van het zonnepaneel

Dus als je alles hebt geregeld en goed werkt, is het tijd om je weerstation buiten te zetten.

Ik koos ervoor om mijn Rpi te voeden met een systeem op zonne-energie, met 3 3,5W-modules gekocht op Ebay.

De modules leveren 6V, dus 3 modules in serie geven ons 18V, wat de standaard is voor een 12V zonnestelsel.

Je kunt ze rangschikken zoals ik deed en je zult eindigen met een mooi klein paneel dat het systeem kan uitvoeren.

Waarschijnlijk denk je dat 10W en een 7,2Ah-batterij een beetje veel is voor de Rpi, maar aangezien ik in Ierland ben, verwacht ik een paar dagen zonder zon te werken, dus...

Voor meer details:Weerstation op basis van Raspberry Pi