Stasiun Cuaca Raspberry Pi 2

Hackerspace kami (Bloominglabs) baru-baru ini menerima stasiun cuaca ADS-WS1 dari seorang dermawan yang murah hati. Selain itu, kami dipilih oleh Instructables untuk hackathon Raspberry Pi 2 jadi kami mendapat beberapa RPi2 untuk diretas. Untuk proyek saya, saya memutuskan untuk menggunakan RPi2 untuk membuat stasiun cuaca kami online.

Stasiun kami dapat mengukur arah angin, kecepatan angin, hujan, suhu, dan kelembaban. Unit dapat mengeluarkan data dalam beberapa cara, termasuk serial. Saya membutuhkan cara untuk membaca data dan menurunkannya ke jaringan kami. Raspberry Pi 2 akan melakukan ini dengan baik dengan menjalankan PoE ke penutup kedap air di tiang.

Langkah 1:Daftar bagian

1) Stasiun cuaca ADS-WS1 (setiap stasiun cuaca yang mendukung keluaran data serial akan bekerja)
2) Raspberry Pi (versi apa pun bisa digunakan, kami menggunakan versi 2)
3) Adaptor serial-ke-USB
4) Kabel serial dengan setidaknya satu cangkang DB9 betina
5) Ethernet – cukup untuk menjangkau stasiun cuaca luar ruangan Anda
6) Catu daya 5V, 1-2A
7) Kandang luar ruangan

Opsional tetapi disarankan:
8) Penekan lonjakan Ethernet
9) Adaptor injeksi Power-Over-Ethernet

Hal pertama yang harus diperoleh adalah stasiun cuaca. Saya menggunakan stasiun ADS-WS1 oleh Argent Data tetapi itu tidak diperlukan. Namun unit ini didokumentasikan dengan sangat baik dan juga memiliki TNC terintegrasi untuk menyiarkan data cuaca melalui APRS (jika Anda menghubungkannya ke radio ham). Namun itu tidak diperlukan untuk apa yang saya lakukan, yang saya butuhkan hanyalah output port serial untuk membaca data. Penarikan daya hanya 50mA sehingga dapat diumpankan oleh RPi atau dengan memisahkan dari catu daya ke RPi.
http://wiki.argentdata.com/index.php?title=ADS-WS1…

Langkah 2:Siapkan OS di Rasperry Pi 2

Anda dapat menggunakan OS apa pun, namun saya menggunakan Raspbian 7.1 pada kartu SD 8GB. Ikuti petunjuk untuk OS tempat Anda bekerja:

https://www.raspberrypi.org/documentation/installa…

Setelah Anda menyiapkan kartu SD, instal di RPi2 dan nyalakan. Ini membantu untuk memiliki konsol lokal (tampilan yang mendukung HDMI, dan keyboard USB). Raspbian harus menggunakan DHCP secara default dan masuk ke jaringan Anda jika Anda memiliki router. Namun saya menemukan ini sebagai untung-untungan.

Sisa dokumen ini mengasumsikan Anda memiliki beberapa keakraban dasar dengan Linux, dokumen Raspberry Pi sangat baik jika Anda memiliki masalah dalam mendapatkan pengaturan RPi2 Anda dari sini:

https://www.raspberrypi.org/documentation/

Satu hal terakhir untuk langkah ini adalah mencolokkan adaptor USB-to-Serial Anda. Dengan asumsi itu adalah FTDI standar atau perangkat Serial-to-USB umum lainnya, Raspbian akan mengonfigurasinya secara otomatis. Setelah Anda mencolokkannya, Anda akan melihat perangkat /dev/ttyUSBx baru muncul.

[dilindungi email] ~ $ ls /dev/ttyUSB*/dev/ttyUSB0

Dengan asumsi itu satu-satunya perangkat USB-to-Serial yang terpasang di dalamnya adalah /dev/ttyUSB0. Perintah "lsusb" akan menampilkan semua perangkat USB Anda yang dapat membantu Anda mengidentifikasi perangkat jika tidak ditampilkan dengan benar:

[dilindungi email] ~ $ lsusb
Bus 001 Perangkat 002:ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. Bus 001 Perangkat 001:ID 1d6b:0002 hub root Linux Foundation 2.0Bus 001 Perangkat 003:ID 0424:ec00 Mikrosistem Standar Corp. Bus 001 Device 005:ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd IC Serial USB (UART) FT232

Saya lebih suka mengatur IP statis karena satu hal yang perlu dikhawatirkan akan salah ketika RPi2 berada di atas tiang di langit. Edit /etc/network/interfaces dan ubah baris ini:

iface eth0 inet dhcp

Ke baris ini:

iface eth0 inet static

Dan tambahkan baris ini. Ganti dengan alamat IP dan gateway dengan nilai yang sesuai untuk jaringan Anda:

alamat 192.168.x.xnetmask 255.255.255.0gateway 192.168.x.x

Sekarang instal perangkat lunak yang kita butuhkan, Apache2 untuk server web dan beberapa utilitas lainnya. Minicom adalah alat yang baik untuk memverifikasi komunikasi serial bekerja dengan benar, dan wget adalah untuk mengunduh skrip weather.sh di bagian berikutnya.

apt-get install apache2apt-get install wgetapt-get install minicom

Untuk tujuan pengujian di masa mendatang, saya sarankan untuk mengunduh skrip ini:

wget -O weather.sh "http://server1.nuge.com/~weather/software/weather-...

Jika karena alasan tertentu tautan di atas gagal, Anda dapat menemukan versi terbaru skrip weather.sh di sini:

http://server1.nuge.com/~weather/

Last but not least, Anda mungkin perlu mengedit file /etc/group Anda dan menambahkan akun "pi" atau akun mana pun yang akan Anda uji ke grup "dialout". Ini akan memberikan izin yang sesuai bagi akun untuk membaca dan menulis ke perangkat serial (/dev/ttyUSBx).

Langkah 3:Instal dan konfigurasikan weewx, konfigurasikan layanan untuk memulai saat boot

Weewx adalah program yang membaca data serial dari beberapa merek stasiun cuaca dan menyajikan antarmuka web untuk membuat grafik data.

apt-get install weewx

Sekarang Anda akan ingin mengkonfigurasinya. Edit /etc/weewx/weewx.conf dan sesuaikan variabel yang masuk akal. File konfigurasi didokumentasikan sendiri sehingga mudah untuk disesuaikan.

# $Id:weewx.conf 2901 02-05-2015 21:15:03Z tkeffer $## FILE KONFIGURASI WEEWX## Hak Cipta (c) 2009-2014 Tom Keffer # Lihat file LICENSE.txt untuk hak penuh Anda .################################################################# ############################# Bagian ini adalah untuk informasi konfigurasi umum# Setel ke 1 untuk info debug tambahan, jika tidak beri komentar atau atur ke zero.debug =0# Direktori root dari hierarki file data weewx untuk stasiun ini.WEEWX_ROOT =/# Berapa lama menunggu sebelum waktu habis koneksi soket (FTP, HTTP):socket_timeout =20# Jangan ubah ini - ini digunakan oleh setup.py saat menginstal dan memperbarui.versi =3.1.0############################################# ###########################################[Stasiun] # Ini bagian adalah untuk informasi tentang stasiun Anda # Deskripsi lokasi stasiun. location ="Bloominglabs - Bloomington, Indiana" # Lintang dan bujur dalam derajat desimal...

Terakhir, konfigurasikan Apache2 dan weewx untuk memulai saat boot:

update-rc.d default apache2 99 2update-rc.d default weewx 99 2

Sekarang layanan ini akan muncul secara otomatis setiap kali RPi2 menyala. Itu harus tentang semua yang Anda butuhkan untuk RPi2 Anda.

Langkah 4:Siapkan kabel serial dan kabel power

Anda hanya perlu 3 kabel ditambah 2 kabel daya untuk memasang pengontrol. Di foto saya ada kabel di 5 terminal sekrup teratas, itu untuk mengirim data TNC/APRS ke radio ham dan tidak diperlukan untuk tutorial ini.

Jadi, pertama-tama Anda perlu memasang kabel serial ke pengontrol cuaca. Hubungkan kabel Anda ke adaptor Serial-to-USB Anda. Sekarang potong ujung kabel serial yang tersisa, pastikan untuk memberi diri Anda cukup kendur untuk merutekan kabel sesuai kebutuhan dan untuk melepaskan selubung luar di atas kabel setidaknya 2 inci. Kabel individu hanya perlu dilucuti 1/4″ atau lebih. Anda perlu menggunakan multimeter untuk memetakan pin kabel dan menemukan kabel yang cocok dengan pin 2, 3, dan 5 dari pin di dalam cangkang DB9. Biasanya jika Anda perhatikan dengan seksama nomor pin tertera di sebelah pin.

Kabel untuk pin 2 menuju ke TXD1 pada pengontrol.
Kabel untuk pin 3 menuju ke RXD1 pada pengontrol.
Kabel untuk pin 5 terhubung ke ground pada pengontrol.

Setelah semuanya terhubung, Anda memerlukan daya untuk pengontrol. Baterai 9V akan berfungsi dengan baik untuk pengujian, atau pasokan 5V atau 12V. Pasang kabel positif ke “DC in” dan kabel ground ke input GND bawah pada pengontrol.

Saya menggunakan sepasang adaptor Power-over-Ethernet (PoE) untuk instalasi ini. Saya mematikan RPi2 saya dan pengontrol cuaca 5V, saya membuat adaptor untuk ujung jarak jauh untuk membagi daya di antara mereka. Karena ini akan menjadi elemen, saya menggunakan tabung menyusut untuk membuat sambungan rapi dan lebih tahan cuaca. Meskipun ini semua akan disimpan dalam kotak yang tahan cuaca, tidak ada salahnya untuk menambahkan lapisan perlindungan ekstra jika ada kebocoran.

Last but not least, pasokan 5V untuk RPi2 baik-baik saja untuk memberi daya pada kedua perangkat. Bahkan, Anda dapat memutuskan konektor microUSB dan menggunakannya di ujung jauh adaptor PoE.

Langkah 5:Pastikan Anda dapat membaca data dari stasiun cuaca

Sekarang Anda harus dapat menyalakan RPi2 dan pengontrol. Setelah keduanya dinyalakan, gunakan minicom untuk memverifikasi komunikasi berfungsi. Kami harus mem-flash firmware di pengontrol ADS-WS1 kami sebelum berfungsi dengan benar. Ada antarmuka serial interaktif pada pengontrol yang mungkin memerlukan konfigurasi. Argent mengelola wiki untuk pengontrol yang menyertakan perintah yang dapat Anda kirim ke unit:

http://wiki.argentdata.com/index.php?title=ADS-WS1…

Setelah pengontrol mengirimkan data biasa, coba gunakan skrip weather.sh. Itu akan mengonfirmasi bahwa Anda mengeluarkan data cerdas.

Langkah 6:Siapkan perlengkapan untuk penggunaan di luar ruangan

Sekarang Anda perlu memasukkan semuanya ke dalam beberapa jenis wadah untuk wadah luar. Secara teknis Anda harus membuat layar Stephenson untuk memastikan pembacaan suhu luar ruangan yang tepat. Sensor suhu dan kelembaban berada di dalam kotak pengontrol cuaca (dengan bukaan untuk pembacaan).

http://en.wikipedia.org/wiki/Stevenson_screen

Saya menggunakan penutup kedap air PVC NEMA 4″ untuk saat ini. Kelemahannya adalah kami tidak akan mendapatkan pembacaan kelembaban dan pembacaan suhu siang hari dapat ditingkatkan sebesar 10-15 derajat F. Di masa mendatang, kami berencana untuk membuat layar Stephenson untuk mendapatkan pembacaan yang akurat.

Untuk detail lebih lanjut:Stasiun Cuaca Raspberry Pi 2