Outomatiese rivierwatermoniteringstelsel: 14 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hierdie instrucatbale word gebruik om die ontwikkeling van 'n outomatiese rivierwatermoniteringstelsel te dokumenteer. Die gemonitor parameters is die watervlak en watertemperatuur. Die doel van hierdie projek was om 'n goedkoop en onafhanklike logger te ontwikkel wat aan 'n databasis gekoppel is. Die watervlak word gemonitor met 'n spesiale QR-vlak. Elke 15 minute neem 'n kamera in die Pi 'n foto. Die QR-kodes in hierdie prent word deur sagteware gedekodeer en dui op die werklike watervlak. Watertemperatuur word gemeet met 'n DS18B20 sensor.

Voorrade

1. Framboos Zero WH
2. WittyPi Mini
3. Framboos Pi -kameramodule v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. SIM -kaart (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck -omskakelaar
7. DS18B20 digitale termometer
8. OTG mikro -USB -kabel
9. 'N Mikro -USB -kabel
10. Vensterglas
11. Verseëlde omhulsel (G258)
12. Kabelsluiting
13. Draai-aansluitblok 3-pen
14. 4, 7kOhm weerstand
15. Leë printplaat 65x30mm
16. 40-pen kopkop
17. 4 x M3x20 skroewe
18. 8 xM3 skroewe
19. Telefoonkabel
20. Luidsprekerkabel

Stap 1: Soldeer die temperatuurmodule

In hierdie stap skep ons 'n temperatuurmodule van nuuts af. Dit het die grootte van 'n pHAT en kan gekoppel word aan die 40-pins GPIO van die Pi. Met hierdie metode kan ons die DS18B20 -sensor veilig op die Raspberry Pi monteer.

1. Eerstens moet ons die 40-pins kopkop soldeer aan die 60x35 mm blank printplaat.
2. Plaas die skroefklemblok en die weerstand soos in die prentjie aangedui
3. Verbind die weerstand met die buitenste penne van die aansluitblok
4. Soldeer die weerstand en penne saam
5. Soldeer die kabels (swart, rooi en geel) aan die presiese penne van die kopkop en aan die penne van die aansluitblok
6. Om die monteergate te boor, monteer eers die module op u framboos pi zero, boor dan met 'n 3 mm -boor deur die bestaande gate van u Framboos Pi in u nuwe module.
7. Uiteindelik kan u u DS18B20 -sensor aan u module koppel deur die kabels van u sensor aan die ooreenstemmende kleure op u bord te koppel.

Stap 2: Bou ons DCDC -omskakelingskabel

Om ons Raspberry Pi aan te dryf, moet ons die 12V wat ons van ons battery kry, omskakel na 5V. Ons gebruik 'n DC DC buck converter om die spanning te verminder.

1. Soldeer die swart draad van u luidsprekerkabel na die poort met die naam GND
2. Soldeer die rooi draad aan die poort gemerk IN+
3. Soldeer die swart draad van u mikro-USB-kabel na die poort met die naam GND
4. Soldeer die rooi draad van u mikro-USB-kabel na die poort met die naam OUT+
5. Snit van die stroombaan gemerk met die rooi pyltjie in die prent
6. Las die verbindingsblokkies vas om 'n vaste uitgang van 5V te kry (blou pyl)

Stap 3: Installeer u Surfstick

Om 'n internetverbinding tot stand te bring, moet ons ons surfstick aan ons Raspberry Pi koppel. Eerstens moet ons 'n paar konfigurasies maak:

1. Steek 'n SIM -kaart van die mobiele verskaffer van u keuse in u surfstok. In hierdie voorbeeld gebruik ons 'n SIM van Things Mobile.
2. Koppel u surfstok via USB aan u rekenaar.
3. 'N Venster moet in u blaaier verskyn.
4. Onder Instellings> Profielbestuur, verander die APN na die van u selfoonverskaffer. Vir Things Mobile is dit 'TM'.
5. Aktiveer die roaming -funksie onder Instellings> Mobiele verbinding en 'Skakel' mobiele data aan.
6. Klik op Apply.
7. Op die tuisblad kan u kyk of daar 'n verbinding is.
8. Nou is u gereed om die surfstick los te maak.
9. Die branderplank kan sonder verdere konfigurasies aan u Framboos gekoppel word.

Stap 4: Skep 'n PostgreSQL -databasis

In hierdie stap het ons ons databasis opgestel. Ons maak gebruik van die gratis vlakaanbod van Amazon Web Services.

1. Skep eers 'n gratis rekening op AWS:
2. Volg hierdie tutoriaal om u PostgreSQL-databasis te skep en leer hoe u daarmee kan skakel:

Stap 5: Berei die SD -kaart voor

Eerstens moet u die Raspian Stretch Lite -prent aflaai:

Raspberry Pi aflaai

Nou moet ons die prent op 'n leë SD-kaart (ten minste 16 GB) flits. Plaas die SD-kaart in u SD-kaartleser. Laai Balena Etcher af en installeer dit op u rekenaar:

www.balena.io/etcher/

Maak Balena Etcher oop, kies die zip -lêer van u Raspian -prent wat u voorheen afgelaai het. Kies u SD-kaart in Select Drive. Klik op Flash!

Stap 6: Installeer die framboos en maak dit via SSH aan

Voordat ons ons Raspberry Pi kan gebruik, moet ons 'n paar aanvanklike instellings maak.

1. Plaas u SD-kaart in u Raspberry Pi en koppel dit aan 'n monitor, sleutelbord en muis. (As u nie 'n ekstra monitor, sleutelbord en muis het nie, kan u 'n koplose installasie doen. Kyk daarna, dit is voor gedoen)
2. Volg die opstelstappe van u Raspberry Pi [wifi, taal, tydsone]
3. Aktiveer SSH via Terminal op u PI: sudo raspi-configgo na: 5 koppelvlakopsies Aktiveer SSH

4. Laai Termius op u rekenaar af. Hierdie program maak dit maklik om via SSH.1 aan te sluit op ons Raspberry Pi. https://termius.com/2. Maak 'n rekening

   3. Skep NUWE HOST4. Gee jou framboos 'n etiket (kies 'n naam) 5. Voer jou PI se IP-ADRESSE in van die NETWERK waarin dit aangemeld is (as jy nie die IP-ADRESSE ken nie, kan jy dit soek met 'n program genaamd "GEAVANCEERDE IP SCANNER") 7. Voer u gebruikersnaam in (standaard as pi nie verander nie) 8. Voer u wagwoord in (standaard is framboos as dit nie verander word nie) 9. Klik op stoor 10. Dubbelklik op u nuwe gasheer 11. 'n Boodskap verskyn -> klik ja

U Framboos moet via SSH aan u rekenaar gekoppel word

Stap 7: Installeer die logger

1. Aktiveer die kamera in die koppelvlakopsies: sudo raspi-configgo na: 5 koppelvlakopsies Aktiveer kamera's herlaai
2. Skep 'n nuwe gids in u /home /pi directorycd /home /pisudo mkdir Desktop
3. Skep 'n nuwe python -lêer in die Desktop -gids cd Desktopsudo nano ctrl+roep die lêer qrbooftemp.pyenterctrl+x op
4. Installeer pakket pyboof (numpy en py4j word outomaties geïnstalleer) dit kan tot 40 minute neem. Sudo pip3 installeer pyboof == 0.33.1
5. Voer 'n opdatering uit (as u dit nie doen nie, kan u probleme ondervind met die installering van pakkette later) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Installeer postgreSQL en psycopg2 om interaksie te hê met die postgreSQL-databasis via Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 installeer psycopg2

Stap 8: Installeer die logger (temperatuurmodule)

Om die temperatuurmodule te installeer, moet u die module op u Raspberry Pi monteer met 'n DS18B20 -sensor daaraan. Die module word gemonteer via die 40-pen-kop.

1. aktiveer 1-draad in die koppelvlakopsies sudo raspi-configgo na: 5 koppelvlakopsies Aktiveer herlaai van 1-Wiresudo
2. stel 1-draadspeld op pen 23 en gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt voeg dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = aan die einde van die filechange gpu_mem = 128 by gpu_mem = 256
3. aktiveer 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo herlaai
4. vind u adres van u DS18B20, dit moet begin met 28- … cd/sys/bus/w1/devicesls skryf die adres neer, dit is later nodig in die Python-script

Stap 9: Laai Pyhton Script af en pas dit aan

1. Laai die Python-script op u rekenaar af en maak dit oop in 'n teksredakteur
2. Kopieer die volledige skrif na u knipbord (ctrl+a, ctrl+c)
3. Gaan na u voorheen geskepte python -filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. Regsklik om die skrif in te voeg
5. Verander die temperatuur sensor adres na die adres wat u voorheen neergeskryf het
6. Verander die postgresql -verbindingsopstelling na u spesifieke inligting, soos aangedui in die script
7. Stoor en verlaatctrl+oenterctrl+x

Stap 10: Die installering van die WittyPi -module

1. Laai die installasie lêer af van Witty Pi wget
2. Begin die installasie script sudo sh installWittyPi.sh
3. Herlaai sudo herlaai

Stap 11: Maak 'n paar veranderinge in die Java Virtual Machine Setup

Hierdie stap is nodig om seker te maak dat die JVM sal begin wanneer die python -script uitgevoer word.

1. Gaan na die py4j-gids en maak jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset oop DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. Gaan na die pyboof -gids en maak _init _. Pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init _. Pyset while time.time () - start_time <20.0 oop

Stap 12: Stel Cron Job in

In hierdie stap stel ons 'n cronjob as die Framboos opstart. Elke keer as die Pi wakker word, word ons python -script uitgevoer.

1. Stel cronjob in en skryf dit na 'n loglêer. Dit maak probleemoplossing doeltreffender. Crontab -e@herlaai slaap 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Voeg 'n ander lyn by crontab. Hierdie reël maak seker dat die Raspberry Pi in elk geval nie herbegin word as WittyPi nie.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Stap 13: Alles saamvoeg

1. Maak seker dat u Pi afgeskakel is, indien nie, sluit dan die afsluitings af -h nou
2. Stapel u WittyPi op u Raspberry Pi en die temperatuurmodule daarop.
3. Skroef die 3 modules saam
4. Koppel die kameramodule aan die CSI -poort van die framboos pi zero
5. Koppel u surfstick aan u Raspberry Pi via die USB OTG -kabel
6. Koppel die kragkabel aan die WittyPi (nie aan die Raspberry Pi nie!)
7. Plaas alles in die omhulsel en skroef die deksel vas
8. Koppel die kragkabel aan u battery
9. Baie geluk, jou logger moet loop!

Stap 14: Finale installasie

Hierdie foto's toon die gemonteerde houtkapper met die QR-kode watervlak geïnstalleer.

Die houtkappers is onder 'n brug geïnstalleer vir optimale resultate. Direkte sonlig moet vermy word.