Avtomatiziran sistem za spremljanje rečne vode: 14 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta navodila se uporabljajo za dokumentiranje razvoja avtomatiziranega sistema za spremljanje rečne vode. Spremljani parametri so nivo vode in temperatura vode. Cilj tega projekta je bil razviti poceni in neodvisen zapisovalnik, ki je povezan z bazo podatkov. Raven vode se spremlja s posebnim nivojem QR. Kamera v Pi fotografira vsakih 15 minut. QR-kode na tej sliki se dekodirajo s programsko opremo in kažejo na dejansko raven vode. Temperaturo vode merimo s senzorjem DS18B20.

Zaloge

1. Malina Zero WH
2. WittyPi Mini
3. Modul kamere Raspberry Pi v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. Kartica SIM (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck pretvornik
7. Digitalni termometer DS18B20
8. OTG mikro USB kabel
9. Konec kabla mikro USB
10. Okensko steklo
11. Zaprto ohišje (G258)
12. Kabelski priključek
13. Srew Terminal Block 3-pinski
14. 4, 7kOhm upor
15. Prazno vezje 65x30 mm
16. 40-polna glava za zlaganje
17. 4 x vijaki M3x20
18. 8 vijakov xM3
19. Telefonski kabel
20. Zvočniški kabel

1. korak: Spajkanje temperaturnega modula

V tem koraku ustvarimo temperaturni modul iz nič. Ima velikost pHAT in ga je mogoče priključiti na 40-polni GPIO Pi. Ta metoda nam omogoča varno pritrditev senzorja DS18B20 na Raspberry Pi.

1. Najprej moramo 40-pinsko glavo za spajkanje spajkati na prazno vezje 60x35 mm.
2. Vijačni priključni blok in upor namestite, kot je prikazano na sliki
3. Upor priključite na zunanje zatiče priključne plošče
4. Spojite upor in zatiče skupaj
5. Spajate kable (črne, rdeče in rumene) na točno določene zatiče glave za vstavljanje in na zatiče priključnega bloka
6. Če želite izvrtati montažne luknje, modul najprej namestite na malino pi zero, nato s 3 -milimetrskim svedrom izvrtajte skozi obstoječe luknje v vašem Raspberry Pi v svoj novi modul.
7. Nazadnje lahko senzor DS18B20 povežete z modulom tako, da kable senzorja pritrdite na ustrezne barve na plošči.

2. korak: Izdelava našega pretvorniškega kabla DCDC

Za napajanje našega Raspberry Pi moramo 12V, ki jih dobimo iz baterije, pretvoriti v 5V. Za zmanjšanje napetosti uporabljamo pretvornik z enosmernim tokom.

1. Črno žico iz kabla zvočnika spajkajte na vrata z oznako GND
2. Rdečo žico spajkajte na vrata z oznako IN+
3. Črno žico iz kabla mikro-USB spajkajte na vrata z oznako GND
4. Rdečo žico s kabla mikro-USB spajkajte na vrata z oznako OUT+
5. Odsek vezja, označenega z rdečo puščico na sliki
6. Spajalne blazinice skupaj zvarite, da dobite 5V fiksni izhod (modra puščica)

3. korak: Namestitev Surfstick -a

Za vzpostavitev internetne povezave moramo surf palico povezati z Raspberry Pi. Najprej moramo narediti nekaj konfiguracij:

1. V palico za deskanje vstavite kartico SIM po izbiri ponudnika mobilnih telefonov. V tem primeru uporabljamo kartico SIM iz Things Mobile.
2. Surf palico povežite z računalnikom prek USB -ja.
3. V brskalniku bi se moralo odpreti okno.
4. V razdelku Nastavitve> Upravljanje profila spremenite APN v tistega svojega ponudnika mobilnih storitev. Za Things Mobile je "TM".
5. Omogočite funkcijo gostovanja pod Nastavitve> Mobilna povezava in »Vklopi« Mobilni podatki.
6. Kliknite Uporabi.
7. Na domači strani lahko preverite, ali je povezava vzpostavljena.
8. Zdaj ste pripravljeni, odklopite palico za deskanje.
9. Surf palico lahko povežete z vašo malino brez dodatnih konfiguracij.

4. korak: Ustvarite zbirko podatkov PostgreSQL

V tem koraku smo vzpostavili svojo bazo podatkov. Uporabljamo brezplačno ponudbo Amazon Web Services.

1. Najprej ustvarite brezplačen račun na AWS:
2. Sledite tej vadnici, da ustvarite svojo zbirko podatkov PostgreSQL in se naučite, kako se z njo povezati:

5. korak: Priprava kartice SD

Najprej morate prenesti sliko Raspian Stretch Lite:

Prenosi Raspberry Pi

Zdaj moramo sliko utripati na prazni kartici SD (vsaj 16 GB). Kartico SD vstavite v bralnik kartic SD. Prenesite Balena Etcher in ga namestite v računalnik:

www.balena.io/etcher/

Odprite Balena Etcher, izberite datoteko.zip vaše slike Raspian, ki ste jo prej naložili. Izberite kartico SD v Select Drive. Kliknite Flash!

6. korak: Namestitev maline in povezovanje z njo prek SSH

Preden lahko začnemo uporabljati naš Raspberry Pi, moramo narediti nekaj začetnih nastavitev.

1. Kartico SD vstavite v svoj Raspberry Pi in jo povežite z monitorjem, tipkovnico in miško. (Če nimate dodatnega monitorja, tipkovnice in miške, lahko namestite brez glave. Poglejte, to je bilo storjeno prej)
2. Sledite korakom nastavitve vašega Raspberry Pi [wifi, jezik, časovni pas]
3. Omogočite SSH prek terminala na vašem PI: sudo raspi-configgo na: 5 Možnosti vmesnika Omogoči SSH

4. Na svoj računalnik prenesite Termius. Ta program olajša povezavo z Raspberry Pi prek SSH.1. https://termius.com/2. Naredite račun

   3. Ustvarite NOVI HOST4. Dajte svoji malini oznako (izberite ime) 5. Vnesite IP-NASLOV vašega PI-ja iz MREŽE, v katero je prijavljen (če ne poznate IP-ADRESSE, ga lahko poiščete v programu, imenovanem "ADVANCED IP SCANNER") 7. Vnesite svoje uporabniško ime (privzeto pi, če ni spremenjeno) 8. Vnesite geslo (malinovo privzeto, če ni spremenjeno) 9. Kliknite shrani 10. Dvokliknite na novo ustvarjenega gostitelja 11. Pojavi se sporočilo -> kliknite da

Raspberry mora biti povezan z računalnikom prek SSH

7. korak: Namestitev Loggerja

1. Omogočite kamero v možnostih vmesnika: sudo raspi-configgo na: 5 Možnosti vmesnika Omogoči kamerosudo ponovni zagon
2. Ustvarite nov imenik na namizju /home /pi directorycd /home /pisudo mkdir
3. Ustvarite novo datoteko python v imeniku namizjaycd Desktopsudo nano ctrl+ocall datoteko qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. Namestite paket pyboof (numpy in py4j se samodejno namestita) to lahko traja do 40 minut. Sudo pip3 namestite pyboof == 0,33,1
5. Zaženite posodobitev (če tega ne storite, boste morda imeli težave pri poznejši namestitvi paketov) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Namestite postgreSQL in psycopg2 za interakcijo z bazo podatkov postgreSQL prek Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2

8. korak: Namestitev Loggerja (temperaturnega modula)

Če želite namestiti temperaturni modul, ga morate namestiti na Raspberry Pi s senzorjem DS18B20. Modul se pritrdi preko 40-polnega glavnika.

1. omogoči 1-žico v možnostih vmesnika sudo raspi-configgo na: 5 možnosti vmesnika Omogoči ponovni zagon 1-Wiresudo
2. nastavite 1-Wire pin na pin 23 in gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt dodajte dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = na koncu spremembe datoteke gpu_mem = 128 do gpu_mem = 256
3. aktiviranje 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo ponovni zagon
4. poiščite svoj naslov vašega DS18B20, začeti se mora z 28-… cd/sys/bus/w1/devices, zapišite naslov, pozneje je potreben v skriptu Python

9. korak: Prenesite in prilagodite skript Pyhton

1. Prenesite skript Python v računalnik in ga odprite v besedilnem sporočilu
2. Kopirajte celoten skript na odložišče (ctrl+a, ctrl+c)
3. Pojdite na predhodno ustvarjen python filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. Z desno miškino tipko vstavite skript
5. Naslov temperaturnega tipala spremenite na tistega, ki ste ga prej zapisali
6. Nastavitev povezave postgresql spremenite v svoje posebne podatke, kot je navedeno v skriptu
7. Shranite in zapustitectctl+oenterctrl+x

10. korak: Namestitev modula WittyPi

1. Prenesite namestitveno datoteko s spletnega mesta Witty Pi wget
2. Zaženite namestitveni skript sudo sh installWittyPi.sh
3. Znova zaženite sudo reboot

11. korak: Naredite nekaj sprememb v nastavitvah navideznega računalnika Java

Ta korak je potreben, da se prepričate, da se bo JVM zagnal, ko se izvede skript python.

1. Pojdite v imenik py4j in odprite jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. Pojdite v imenik pyboof in odprite _init _. Pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init _. Pyset while time.time () - start_time <20,0

12. korak: Nastavite Cron Job

V tem koraku nastavimo cronjob, ko se malina zažene. Na ta način se vsakič, ko se Pi zbudi, izvede naš python skript.

1. Nastavite cronjob in ga zapišite v datoteko dnevnika. Zaradi tega je odpravljanje težav učinkovitejše.crontab -e@reboot sleep 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Dodajte drugo vrstico v crontab. Ta vrstica zagotavlja, da se, ko WittyPi popravi, Raspberry Pi vseeno znova zažene.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Korak: Združite vse skupaj

1. Prepričajte se, da je vaš Pi izklopljen, če ne, ga takoj izklopite -h
2. Zložite svoj WittyPi na svoj Raspberry Pi in temperaturni modul nanj.
3. Privijte 3 module skupaj
4. Modul kamere pritrdite na vrata CSI na malini pi zero
5. Pritrdite palico za surfanje na Raspberry Pi prek kabla USB OTG
6. Napajalni kabel priključite na WittyPi (ne na Raspberry Pi!)
7. Vse skupaj vstavite v ohišje in privijte pokrov
8. Napajalni kabel priključite na baterijo
9. Čestitamo, vaš logger mora delovati!

Korak 14: Končna namestitev

Na teh slikah je prikazan nameščen zapisovalnik z nameščenim nivojem vode s kodo QR.

Drvarji so bili nameščeni pod mostom za optimalne rezultate. Izogibati se je treba neposredni sončni svetlobi.