Automatski sistem za praćenje riječne vode: 14 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ovaj instrucatbale se koristi za dokumentiranje razvoja automatiziranog sistema za praćenje riječne vode. Praćeni parametri su nivo vode i temperatura vode. Cilj ovog projekta bio je razviti jeftin i nezavisan logger koji je povezan s bazom podataka. Nivo vode se prati posebnim QR nivoom. Kamera u Pi -u snima sliku svakih 15 minuta. QR kodovi na ovoj slici dekodirani su softverom i indikativni su za stvarni nivo vode. Temperatura vode se mjeri pomoću senzora DS18B20.

Supplies

1. Malina Zero WH
2. WittyPi Mini
3. Raspberry Pi modul kamere 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 kabla
10. Window glas
11. Zatvoreno kućište (G258)
12. Okov za kablove
13. Srew Terminal Block 3-pinski
14. 4, 7kOhm otpornik
15. Prazna ploča 65x30mm
16. 40-pinsko zaglavlje
17. 4 x M3x20 vijke
18. 8 vijaka xM3
19. Telefonski kabl
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 nam omogućuje 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. Lemite kablove (crne, crvene i žute) na tačne igle zaglavlja za ulaganje i na pinove priključnog bloka
6. Da biste izbušili rupe za pričvršćivanje, prvo montirajte modul na malinu pi zero, a zatim izbušite svrdlom od 3 mm kroz postojeće rupe na vašem Raspberry Pi u svoj novi modul.
7. Konačno, svoj DS18B20 senzor možete spojiti na modul tako što ćete kablove vašeg senzora spojiti na odgovarajuće boje na vašoj ploči.

Korak 2: Izgradnja našeg DCDC kabela pretvarača

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

1. Lemite crnu žicu sa kabla zvučnika na priključak sa oznakom GND
2. Lemite crvenu žicu na priključak sa oznakom IN+
3. Lemite crnu žicu sa mikro-USB kabla na port označen sa GND
4. Lemite crvenu žicu sa mikro-USB kabla na port sa oznakom OUT+
5. Prekid kola 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 povezati naš štap za surfanje 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 iz Things Mobile.
2. Povežite svoj surf stick sa računarom putem USB -a.
3. U pregledaču bi trebalo da se pojavi prozor.
4. U odjeljku Postavke> Upravljanje profilom promijenite APN u onaj vašeg mobilnog operatera. Za Things Mobile to je "TM".
5. Omogućite funkciju rominga u odjeljku Postavke> Mobilna veza i 'Uključi' Mobilni podaci.
6. Kliknite Primijeni.
7. Na početnoj stranici možete provjeriti je li veza uspostavljena.
8. Sada ste spremni, odspojite štap za surfanje.
9. Surf stick se može povezati s vašim Raspberryjem bez ikakvih dodatnih konfiguracija.

Korak 4: Kreirajte PostgreSQL bazu podataka

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

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

Korak 5: Priprema SD kartice

Prvo morate preuzeti sliku Raspian Stretch Lite:

Raspberry Pi preuzimanja

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 svoj računar:

www.balena.io/etcher/

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

Korak 6: Instaliranje maline i povezivanje na nju 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, tastaturom i mišem. (Ako nemate dodatni monitor, tastaturu 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 povezivanja Omogući SSH

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

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

Raspberry bi trebao biti povezan s vašim računarom putem SSH -a

Korak 7: Instaliranje Loggera

1. Omogućite kameru u opcijama povezivanja: sudo raspi-configgo na: 5 Opcije sučeljaOmogući kamerusudo ponovno pokretanje
2. Kreirajte novi direktorij na radnoj površini /home /pi directorycd /home /pisudo mkdir
3. Kreirajte 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 i do 40 min. 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 ga montirati na Raspberry Pi sa DS18B20 senzorom. Modul se montira putem 40-pinskog zaglavlja.

1. omogući 1-žicu u opcijama povezivanjassudo raspi-configgo na: 5 Opcije povezivanjaOmogući ponovno pokretanje 1-Wiresudo
2. postavite 1-Wire pin na pin 23 i gpu_mem = 256sudo nano /boot/config.txt dodajte 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 sa 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 uređivačuhttps://github.com/gremax93/QR-Code-Water-Level
2. Kopirajte cijelu skriptu na svoju clipboard (ctrl+a, ctrl+c)
3. Idite na prethodno kreirani python filecd/home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. Pritisnite desni klik da umetnete skriptu
5. Promijenite adresu senzora temperature na onu koju ste prethodno zapisali
6. Promijenite postavku veze postgresql na svoje specifične podatke, kako je navedeno u skripti
7. Sačuvaj i izađi iz datotekectrl+oenterctrl+x

Korak 10: Instaliranje WittyPi modula

1. Preuzmite instalacijsku datoteku sa Witty Pi wget
2. Pokrenite instalacijsku skriptu sudo sh installWittyPi.sh
3. Ponovo pokrenite sudo reboot

Korak 11: Napravite neke promjene u postavkama Java Virtual Machine

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 dok 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. Ovo čini rješavanje problema efikasnijim.crontab -e@reboot sleep 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Dodajte drugi red u crontab. Ova linija osigurava da se kad WittyPi izvrši radnju Raspberry Pi ipak pokreće.@Reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Korak 13: Sastavite sve zajedno

1. Uvjerite se da je vaš Pi isključen, ako ne, isključite ga dolje -sad odmah
2. Složite svoj WittyPi na svoj Raspberry Pi i modul za temperaturu na njega.
3. Pričvrstite 3 modula zajedno
4. Priključite modul kamere na CSI port maline pi zero
5. Priključite 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 kabl za napajanje na bateriju
9. Čestitamo, vaš logger bi trebao raditi!

Korak 14: Konačna instalacija

Ove slike prikazuju montirani drvosječu sa instaliranim QR kodom nivoa vode.

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