Otomatik Nehir Suyu İzleme Sistemi: 14 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu kılavuz, otomatik bir nehir suyu izleme sisteminin gelişimini belgelemek için kullanılır. İzlenen parametreler su seviyesi ve su sıcaklığıdır. Bu projenin amacı, bir veritabanına bağlı, düşük maliyetli ve bağımsız bir günlükçü geliştirmekti. Su seviyesi özel bir QR seviyesi ile izlenir. Pi'deki bir kamera her 15 dakikada bir fotoğraf çekiyor. Bu resimdeki QR kodları yazılım tarafından çözülür ve gerçek su seviyesinin göstergesidir. Su sıcaklığı bir DS18B20 sensörü ile ölçülür.

Gereçler

1. Ahududu Sıfır WH
2. Esprili Pi Mini
3. Raspberry Pi Kamera Modülü v2.1
4. Huawei E3531 Sörf Çubuğu
5. SIM Kart (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck Dönüştürücü
7. DS18B20 Dijital Termometre
8. OTG mikro USB kablosu
9. Bir mikro USB kablo ucu
10. Pencere camı
11. Mühürlü muhafaza (G258)
12. Kablo bağlantısı
13. Srew Terminal Bloğu 3 pimli
14. 4, 7kOhm direnç
15. Boş devre kartı 65x30mm
16. 40 iğneli bahis başlığı
17. 4 x M3x20 vida
18. 8 xM3 vida
19. telefon kablosu
20. Hoparlör kablosu

Adım 1: Sıcaklık Modülünü Lehimleme

Bu adımda sıfırdan bir sıcaklık modülü oluşturuyoruz. Bir pHAT boyutuna sahiptir ve Pi'nin 40 pinli GPIO'suna bağlanabilir. Bu yöntem, DS18B20 sensörünü Raspberry Pi'ye güvenli bir şekilde monte etmemizi sağlar.

1. İlk olarak, 60x35 mm boş devre kartına 40 pinli staking başlığını lehimlememiz gerekiyor.
2. Vidalı terminal bloğunu ve rezistörü resimde gösterildiği gibi yerine yerleştiriniz.
3. Direnci terminal bloğunun dış pinlerine bağlayın
4. Direnci ve pimleri birbirine lehimleyin
5. Kabloları (siyah, kırmızı ve sarı) istifleme başlığının tam pinlerine ve terminal bloğunun pinlerine lehimleyin
6. Montaj deliklerini açmak için önce modülü ahududu pi sıfırınıza monte edin, ardından Raspberry Pi'nizden yeni modülünüze mevcut deliklerden 3 mm'lik bir matkap ucu ile delin.
7. Son olarak sensörünüzün kablolarını kartınızda karşılık gelen renklere bağlayarak DS18B20 sensörünüzü modülünüze bağlayabilirsiniz.

Adım 2: DCDC Dönüştürücü Kablomuzu Oluşturma

Raspberry Pi'mize güç vermek için pilimizden aldığımız 12V'yi 5V'a çevirmemiz gerekiyor. Gerilimi azaltmak için bir DC DC buck dönüştürücü kullanıyoruz.

1. Hoparlör kablosundan siyah kabloyu GND etiketli bağlantı noktasına lehimleyin
2. Kırmızı kabloyu IN+ etiketli bağlantı noktasına lehimleyin
3. Siyah kabloyu mikro USB kablonuzdan GND etiketli bağlantı noktasına lehimleyin
4. Kırmızı kabloyu mikro USB kablonuzdan OUT+ etiketli bağlantı noktasına lehimleyin
5. Resimde kırmızı ok ile işaretlenmiş devrenin kesilmesi
6. 5V sabit çıkış elde etmek için yapıştırma pedlerini birbirine kaynak yapın (mavi ok)

3. Adım: Surfstick'inizi Kurma

İnternet bağlantısı kurmak için sörf çubuğumuzu Raspberry Pi'mize bağlamamız gerekiyor. İlk önce bazı konfigürasyonlar yapmamız gerekiyor:

1. Seçtiğiniz cep telefonu sağlayıcısından bir SIM kartı sörf çubuğunuza takın. Bu örnekte, Things Mobile'dan bir SIM kullanıyoruz.
2. Sörf çubuğunuzu USB üzerinden bilgisayarınıza bağlayın.
3. Tarayıcınızda bir pencere açılmalıdır.
4. Ayarlar>Profil yönetimi altında, APN'yi mobil sağlayıcınızdan birine değiştirin. Things Mobile için "TM" dir.
5. Ayarlar > Mobil Bağlantı ve Mobil Veriyi 'Aç' altından dolaşım özelliğini etkinleştirin.
6. Uygula'yı tıklayın.
7. Ana sayfada bir bağlantının kurulup kurulmadığını kontrol edebilirsiniz.
8. Artık hazırsınız, sörf çubuğunuzu çıkarın.
9. Sörf çubuğu, Raspberry'nize başka bir yapılandırma olmadan bağlanabilir.

Adım 4: Bir PostgreSQL Veritabanı Oluşturun

Bu adımda veritabanımızı oluşturuyoruz. Amazon Web Services'in ücretsiz katman teklifinden yararlanıyoruz.

1. Önce AWS'de ücretsiz bir hesap oluşturun:
2. PostgreSQL veritabanınızı oluşturmak ve ona nasıl bağlanacağınızı öğrenmek için bu öğreticiyi izleyin:

Adım 5: SD Kartın Hazırlanması

İlk önce Raspian Stretch Lite görüntüsünü indirmeniz gerekiyor:

Ahududu Pi İndirmeleri

Şimdi görüntüyü boş bir SD kartta (en az 16 GB) flashlamamız gerekiyor. SD kartını SD kart okuyucunuza takın. Balena Etcher'ı indirin ve bilgisayarınıza kurun:

www.balena.io/etcher/

Balena Etcher'ı açın, daha önce indirdiğiniz Raspian imajınızın.zip dosyasını seçin. Select Drive'da SD kartınızı seçin. Flash'ı tıklayın!

Adım 6: Ahududu Kurulumu ve SSH Üzerinden Bağlanma

Raspberry Pi'mizi kullanmadan önce bazı başlangıç kurulumlarını yapmamız gerekiyor.

1. SD kartınızı Raspberry Pi'nize takıp bir monitör, klavye ve fareye bağlayın. (Ekstra monitör, klavye ve fareniz yoksa başsız kurulum yapabilirsiniz. Daha önce yapılmış olduğuna bakın)
2. Raspberry Pi'nizin kurulum adımlarını izleyin [wifi, dil, saat dilimi]
3. SSH'yi Terminal üzerinden etkinleştirin PI:sudo raspi-configgo to: 5 Arabirim SeçenekleriSSH'yi Etkinleştir

4. Bilgisayarınıza Termius'u indirin. Bu program Raspberry Pi'mize SSH.1 üzerinden bağlanmayı kolaylaştırır. https://termius.com/2. hesap yap

   3. YENİ HOST4 oluşturun. Raspberry'nize bir etiket verin (bir isim seçin) 5. Giriş yaptığı NETWORK'ten PI'nizin IP-ADRESE'sini girin (IP-ADRESE'yi bilmiyorsanız "GELİŞMİŞ IP TARAYICI" adlı bir programla arayabilirsiniz.) 7. Kullanıcı adınızı girin (değişmediyse varsayılan olarak pi) 8. Parolanızı girin (değişmediyse varsayılan olarak ahududu) 9. Kaydet'e tıklayın 10. Yeni oluşturduğunuz sunucuya çift tıklayın 11. Bir mesaj açılır -> evet'e tıklayın

Raspberry'niz bilgisayarınıza SSH üzerinden bağlanmalıdır.

7. Adım: Kaydediciyi Yükleme

1. Arabirim seçeneklerinde kamerayı etkinleştirin:sudo raspi-configgo to: 5 Arabirim SeçenekleriCamerasudo yeniden başlatmayı etkinleştirin
2. /home/pi directorycd /home/pisudo mkdir Masaüstünüzde yeni bir dizin oluşturun
3. Masaüstü dizininde yeni bir python dosyası oluşturuncd Desktopsudo nano ctrl+ocall qrbooftemp.pyenterctrl+x dosyası
4. pyboof paketini kurun (numpy ve py4j otomatik olarak kurulur) bu 40 dakikaya kadar sürebilir.sudo pip3 install pyboof==0.33.1
5. Bir güncelleme çalıştırın (bunu yapmazsanız daha sonra paketleri kurarken sorun yaşayabilirsiniz)sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2 aracılığıyla postgreSQL veritabanıyla etkileşim kurmak için postgreSQL ve psycopg2'yi kurun

Adım 8: Kaydediciyi Kurma (Sıcaklık Modülü)

Sıcaklık Modülünü kurmak için Modülü Raspberry Pi'nize bağlı bir DS18B20 sensörü ile monte etmeniz gerekir. Modül, 40 pinli başlık aracılığıyla monte edilir.

1. arabirim seçeneklerinde 1 kabloyu etkinleştir sudo raspi-config şuraya git: 5 Arabirim Seçenekleri 1-Wiresudo yeniden başlatmayı etkinleştir
2. 1-Wire pin'i pin 23'e ve gpu_mem=256sudo nano /boot/config.txt dosyasının sonuna dtoverlay=w1-gpio, gpiopin=23, pullup=on'u gpu_mem=256'ya ekleyin gpu_mem=128
3. 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo yeniden başlatmayı etkinleştirin
4. DS18B20'nizin adresini öğrenin, 28- …cd /sys/bus/w1/devicesls ile başlamalıdır.adresi yazın, daha sonra Python betiğinde gerekli olacaktır.

9. Adım: Python Komut Dosyasını İndirin ve Ayarlayın

1. Python betiğini bilgisayarınıza indirin ve bir metin düzenleyicide açınhttps://github.com/gremax93/QR-Code-Water-Level
2. Komut dosyasının tamamını panonuza kopyalayın (ctrl+a, ctrl+c)
3. Daha önce oluşturduğunuz python filecd /home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py'ye gidin
4. Komut dosyasını eklemek için sağ tıklayın
5. Sıcaklık sensörü adresini daha önce yazdığınız adresle değiştirin
6. Komut dosyasında belirtildiği gibi, postgresql bağlantı kurulumunu kendi özel bilgilerinize göre değiştirin
7. Kaydet ve çıkctrl+oenterctrl+x

Adım 10: WittyPi Modülünün Kurulması

1. Kurulum dosyasını Witty Pi wget https://www.uugear.com/repo/WittyPi2/installWittyPi.sh adresinden indirin
2. Kurulum komut dosyasını çalıştırın sudo sh installWittyPi.sh
3. sudo yeniden başlatmayı yeniden başlat

Adım 11: Java Sanal Makine Kurulumunda Bazı Değişiklikler Yapın

Bu adım, python betiği çalıştırıldığında JVM'nin başlayacağından emin olmak için gereklidir.

1. py4j dizinine gidin ve jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset dosyasını açın DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. pyboof dizinine gidin ve _init_.pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init_.pyset while time.time() - start_time < 20.0 dosyasını açın

Adım 12: Cron İşini Ayarlayın

Bu adımda Raspberry önyüklendiğinde bir cronjob ayarlıyoruz. Bu şekilde Pi her uyandığında python betiğimiz çalıştırılır.

1. cronjob'ı ayarlayın ve bir günlük dosyasına yazın. Bu, sorun gidermeyi daha verimli hale getirir.crontab -e@reboot sleep 20 && sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. crontab'a başka bir satır ekleyin. Bu satır, WittyPi başarısız olduğunda Raspberry Pi'nin yine de yeniden başlatılmasını sağlar.@reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Adım 13: Hepsini Bir Araya Getirmek

1. Pi'nizin kapatıldığından emin olun, değilse, kapatın downsudo shutdown -h şimdi
2. WittyPi'nizi Raspberry Pi'nize ve sıcaklık modülünü de üstüne koyun.
3. 3 modülü birbirine vidalayın
4. Ahududu pi sıfırın CSI portuna kamera modülünü takın
5. USB OTG kablosuyla sörf çubuğunuzu Raspberry Pi'nize takın
6. Güç kablosunu WittyPi'ye takın (Raspberry Pi'ye değil!)
7. Hepsini kasaya koyun ve kapağı aşağı vidalayın
8. Güç kablosunu pilinize takın
9. Tebrikler, kaydediciniz çalışıyor olmalı!

Adım 14: Son Kurulum

Bu resimler, takılı QR kodlu su seviyesi ile monte edilmiş kaydediciyi göstermektedir.

Kaydediciler, optimum sonuçlar için bir köprünün altına kuruldu. Doğrudan güneş ışığından kaçınılmalıdır.