Laboratorium 'Weerstation'

In dit artikel wordt beschreven hoe u een weerstation met netwerkfunctionaliteit maakt dat kan worden gebruikt om de luchttemperatuur, vochtigheid en luchtdruk in het laboratorium te bewaken.

Gebruiksvoorbeeld

Bij het uitvoeren van experimenten op de roterende draaitafel in het GFD-laboratorium is het vaak wenselijk om de mechanische forcering zeer klein te houden om in een laag Rossby-getalregime te kunnen werken. Deze experimenten kunnen worden bemoeilijkt door ongewenste door het drijfvermogen aangedreven stromingen die soms kunnen optreden wanneer de omgevingsluchttemperatuur in het laboratorium met meer dan een paar graden Celsius fluctueert. Omdat het wenselijk kan zijn om de twee effecten te isoleren - door drijfvermogen aangedreven stroming en mechanisch aangedreven stroming - voor het gemak van "schone" gegevensinterpretatie, registreren we de tijdreeksen van temperatuur, barometrische druk en vochtigheid in de laboratoriumatmosfeer tijdens het uitvoeren van het experiment.

Overzicht

Een Raspberry Pi mini-pc - door de makers beschreven als een "kleine en goedkope computer voor kinderen" - wordt hier gebruikt om de omgevingsluchttemperatuur, vochtigheid en luchtdruk in het laboratorium te registreren. Metingen worden verzameld van digitale sensoren die zijn bevestigd aan de blootgestelde I2C IO-pinnen van de RasPi. I2C is een tweedraads seriële bus die geschikt is voor deze toepassing omdat het een gemakkelijke aansluiting van meerdere, externe apparaten mogelijk maakt. De sensoren die voor dit project zijn gekocht, zijn voorgemonteerd op breakout-kaarten die zijn voorbedraad met de benodigde schakelingen. De gegevens kunnen worden getelemeterd via een draadloos LAN met behulp van een wifi-dongle die is aangesloten op de USB-bus van de RasPi. Gegevensverzameling en gegevensopslag op de server worden uitgevoerd met behulp van een script dat is geschreven in de programmeertaal Python.

Materialen

Computer

• (1) Raspberry Pi mini-pc

Sensoren

• (1) Sparkfun Barometer Breakout Board met Bosch BMP085-sensor
• (1) Sparkfun-uitbraakbord voor vochtigheid en temperatuur met Honeywell HIH6130-sensor

Mechanisch

Het prototype weerstation werd op broodplanken gemonteerd.

Hardware

De RasPi moet worden geconfigureerd om toegang te verlenen tot de SMBus/I2C-apparaten om met de sensoren te kunnen communiceren. De gemakkelijkste manier om aan de slag te gaan, is door te beginnen met Occidentalisdistro van Adafruit. Het is vooraf geconfigureerd om de hardware in te schakelen die nodig is om I2C te ondersteunen. De meeste informatie die u moet weten over het instellen van de RasPi is beschikbaar op de website van de Raspberry Pi Foundation en tal van andere online bronnen. We hebben ook een lijst met aanpassingen samengesteld, evenals enkele algemene tips die het implementatieproces van een Raspberry Pi kunnen versnellen.

Software

Deze voorbeelden zijn afhankelijk van onze interne bibliotheek WeatherStation.py, die afhankelijk is van de externe bibliotheek Adafruit_BMP085.py, die op zijn beurt weer afhankelijk is van Adafruit_I2C.py. We hebben voor het gemak een gfdi/gfdiPiTools-kopie van de huidige (vanaf 26-08-2013) van elk van deze geleverd, maar misschien wilt u de nieuwste versies vinden en verkrijgen.

Je kunt gfdiPitools en de voorbeeldscripts gemakkelijk klonen met git.

 git-kloon https://github.com/gfdi/gfdiPiTools.git

Voor meer informatie: Laboratorium 'Weerstation'