Automatski sustav za praćenje riječne vode: 14 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovaj instrucatbale koristi se za dokumentiranje razvoja automatiziranog sustava za nadzor riječne vode. Praćeni parametri su razina vode i temperatura vode. Cilj ovog projekta bio je razviti jeftin i neovisan zapisnik koji je povezan s bazom podataka. Razina vode prati se posebnom QR-razinom. Kamera u Pi fotografira svakih 15 minuta. QR kodovi na ovoj slici dekodirani su softverom i indikativni su za stvarnu razinu vode. Temperatura vode mjeri se senzorom DS18B20.

Pribor

1. Malina Zero WH
2. WittyPi Mini
3. Modul kamere Raspberry Pi v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. SIM kartica (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck pretvarač
7. DS18B20 Digitalni termometar
8. OTG mikro USB kabel
9. Kraj mikro USB kabela
10. Prozorsko staklo
11. Zatvoreno kućište (G258)
12. Priključak kabela
13. Srew terminalni blok 3-pinski
14. 4, 7kOhm otpornik
15. Prazna ploča 65x30 mm
16. 40-pinsko zaglavlje
17. 4 x vijke M3x20
18. 8 vijaka xM3
19. Telefonski kabel
20. Kabel zvučnika

Korak 1: Lemljenje temperaturnog modula

U ovom koraku stvaramo temperaturni modul od nule. Ima veličinu pHAT-a i može se spojiti na 40-pinski GPIO Pi. Ova metoda omogućuje nam sigurno postavljanje senzora DS18B20 na Raspberry Pi.

1. Prvo moramo zalemiti 40-pinsko zaglavlje za ulaganje na praznu ploču 60x35 mm.
2. Stavite vijčani priključni blok i otpornik na mjesto kako je prikazano na slici
3. Spojite otpornik na vanjske pinove priključnog bloka
4. Lemite otpornik i pinove zajedno
5. Lemiti kabele (crni, crveni i žuti) na točne pinove zaglavlja za ulaganje i na pinove priključnog bloka
6. Da biste izbušili rupe za montažu, prvo montirajte modul na malinu pi zero, a zatim svrdlom od 3 mm izbušite postojeće rupe na vašem Raspberry Pi u svoj novi modul.
7. Konačno, svoj senzor DS18B20 možete spojiti na modul tako da kabele vašeg senzora spojite u odgovarajuće boje na ploči.

Korak 2: Izgradnja našeg DCDC kabela pretvarača

Za napajanje naše Raspberry Pi moramo pretvoriti 12V koje dobivamo iz baterije u 5V. Za smanjenje napona koristimo istosmjerni pretvarač istosmjerne struje.

1. Lemite crnu žicu s kabela zvučnika na priključak s oznakom GND
2. Lemite crvenu žicu u priključak s oznakom IN+
3. Lemite crnu žicu s mikro-USB kabela na priključak s oznakom GND
4. Lemite crvenu žicu s mikro-USB kabela na priključak s oznakom OUT+
5. Prekid kruga označen crvenom strelicom na slici
6. Zavarite jastučiće za spajanje zajedno kako biste dobili fiksni izlaz od 5 V (plava strelica)

Korak 3: Instalirajte svoj Surfstick

Da bismo uspostavili internetsku vezu, moramo svoj surf stick spojiti na naš Raspberry Pi. Prvo moramo napraviti neke konfiguracije:

1. Umetnite SIM karticu od mobilnog operatera po vašem izboru u svoj štap za surfanje. U ovom primjeru koristimo SIM karticu tvrtke Things Mobile.
2. Spojite svoj surf stick na računalo putem USB -a.
3. U vašem pregledniku trebao bi se pojaviti prozor.
4. U odjeljku Postavke> Upravljanje profilom promijenite APN u onaj vašeg davatelja mobilnih usluga. Za Things Mobile to je "TM".
5. Omogućite značajku roaminga u odjeljku Postavke> Mobilna veza i "Uključi" Mobilni podaci.
6. Pritisnite Primijeni.
7. Na početnoj stranici možete provjeriti je li veza uspostavljena.
8. Sada ste spremni, odspojite svoj štap za surfanje.
9. Surf stick se može povezati s vašom malinom bez ikakvih dodatnih konfiguracija.

Korak 4: Stvorite PostgreSQL bazu podataka

U ovom koraku postavljamo našu bazu podataka. Koristimo besplatnu ponudu Amazon Amazon Web Services.

1. Prvo stvorite besplatni račun na AWS -u:
2. Slijedite ovaj vodič za stvaranje baze podataka PostgreSQL i saznajte kako se s njom povezati:

Korak 5: Priprema SD kartice

Prvo morate preuzeti sliku Raspian Stretch Lite:

Preuzimanja Raspberry Pi

Sada moramo bljeskati sliku na praznoj SD kartici (najmanje 16 GB). Umetnite SD karticu u čitač SD kartica. Preuzmite Balena Etcher i instalirajte ga na svoje računalo:

www.balena.io/etcher/

Otvorite Balena Etcher, odaberite.zip datoteku svoje Raspianske slike koju ste prethodno preuzeli. Odaberite svoju SD-karticu u Select Drive. Kliknite Flash!

Korak 6: Instaliranje maline i povezivanje s njom putem SSH -a

Prije nego što počnemo koristiti Raspberry Pi, moramo napraviti neke početne postavke.

1. Umetnite SD-karticu u svoj Raspberry Pi i povežite je s monitorom, tipkovnicom i mišem. (Ako nemate dodatni monitor, tipkovnicu i miša, možete izvršiti instalaciju bez glave. Potražite, to je već učinjeno)
2. Slijedite korake za postavljanje vašeg Raspberry Pi [wifi, jezik, vremenska zona]
3. Omogućite SSH putem terminala na vašem PI: sudo raspi-configgo na: 5 Opcije sučelja Omogući SSH

4. Na svoje računalo preuzmite Termius. Ovaj program olakšava povezivanje s našim Raspberry Pi putem SSH.1. https://termius.com/2. Napravite račun

   3. Napravite NOVI HOST4. Označite Raspberry oznakom (odaberite ime) 5. Unesite IP-ADRESU vašeg PI-ja iz MREŽE na koju je prijavljen (ako ne poznajete IP-ADRESU, možete je potražiti u programu pod nazivom "ADVANCED IP SCANNER") 7. Unesite svoje korisničko ime (pi prema zadanim postavkama ako se ne mijenja) 8. Unesite svoju lozinku (prema zadanim postavkama malina ako se ne promijeni) 9. Pritisnite Spremi 10. Dvaput kliknite na novo stvoreno računalo 11. Pojavit će se poruka -> kliknite da

Raspberry bi trebao biti povezan s računalom putem SSH -a

Korak 7: Instaliranje Loggera

1. Omogućite kameru u opcijama sučelja: sudo raspi-configgo na: 5 Opcije sučelja Omogući Camerasudo ponovno podizanje sustava
2. Izradite novi direktorij na radnoj površini /home /pi directorycd /home /pisudo mkdir
3. Izradite novu python datoteku u direktoriju Desktopycd Desktopsudo nano ctrl+ocall datoteku qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. Instalacijski paket pyboof (numpy i py4j se automatski instaliraju) ovo može potrajati do 40 minuta. Sudo pip3 install pyboof == 0.33.1
5. Pokrenite ažuriranje (ako to ne učinite mogli biste imati problema pri kasnijem instaliranju paketa) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Instalirajte postgreSQL i psycopg2 za interakciju s postgreSQL bazom podataka putem Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2

Korak 8: Instaliranje Loggera (temperaturnog modula)

Da biste instalirali temperaturni modul, morate montirati modul na svoj Raspberry Pi sa senzorom DS18B20 koji je priključen na njega. Modul se montira putem 40-polnog zaglavlja.

1. omogući 1-žicu u opcijama sučeljassudo raspi-configgo na: 5 Opcije sučeljaOmogući ponovno pokretanje 1-Wiresudo
2. postavite 1-Wire pin na pin 23 i gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt add dtoverlay = w1-gpio, gpiopin = 23, pullup = na kraj promjene datoteke gpu_mem = 128 do gpu_mem = 256
3. aktiviranje 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo ponovno podizanje sustava
4. saznajte svoju adresu vašeg DS18B20, trebala bi započeti s 28-… cd/sys/bus/w1/devicesls upišite adresu, kasnije je potrebna u Python skripti

Korak 9: Preuzmite i prilagodite Pyhton skriptu

1. Preuzmite Python skriptu na svoje računalo i otvorite je u tekstualnom adresihttps://github.com/gremax93/QR-Code-Water-Level
2. Kopirajte cijelu skriptu na svoju međuspremnik (ctrl+a, ctrl+c)
3. Idite na prethodno stvoreni python filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. Desnim klikom umetnite skriptu
5. Promijenite adresu osjetnika temperature na onu koju ste prethodno zapisali
6. Promijenite postavku veze postgresql na svoje posebne podatke, kako je navedeno u skripti
7. Spremi i izađi outctrl+oenterctrl+x

Korak 10: Instaliranje WittyPi modula

1. Preuzmite instalacijsku datoteku s Witty Pi wget
2. Pokrenite instalacijsku skriptu sudo sh installWittyPi.sh
3. Ponovo pokrenite sudo ponovno podizanje sustava

Korak 11: Napravite neke promjene u postavljanju Java Virtualnog stroja

Ovaj korak je neophodan kako biste bili sigurni da će se JVM pokrenuti kada se izvrši python skripta.

1. Idite u direktorij py4j i otvorite jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. Idite u direktorij pyboof i otvorite _init _. Pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init _. Pyset while time.time () - start_time <20.0

Korak 12: Postavite Cron Job

U ovom koraku postavljamo cronjob kada se malina podigne. Na ovaj način svaki put kad se Pi probudi, izvršava se naša python skripta.

1. Postavite cronjob i upišite ga u datoteku dnevnika. Time je rješavanje problema učinkovitije.crontab -e@reboot sleep 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Dodajte drugi redak u crontab. Ova linija osigurava da se, kad WittyPi izvrši radnju, Raspberry Pi ionako ponovno pokreće.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Korak 13: Sve spojite

1. Provjerite je li vaš Pi isključen, ako ne, isključite ga dolje, odmah
2. Složite svoj WittyPi na svoj Raspberry Pi i temperaturni modul na njega.
3. Pričvrstite 3 modula zajedno
4. Priključite modul kamere na CSI port maline pi zero
5. Priključite svoj štap za surfanje na Raspberry Pi putem USB OTG kabela
6. Priključite kabel za napajanje na WittyPi (ne na Raspberry Pi!)
7. Stavite sve u kućište i zavrnite poklopac
8. Priključite kabel za napajanje na bateriju
9. Čestitamo, vaš zapisničar trebao bi raditi!

Korak 14: Konačna instalacija

Ove slike prikazuju montirani drvosječu s instaliranom razinom vode s QR kodom.

Za optimalne rezultate drvosječe su postavljene ispod mosta. Treba izbjegavati izravnu sunčevu svjetlost.