Sistem Pemantauan Air Sungai Otomatis: 14 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Instrucatbale ini digunakan untuk mendokumentasikan pengembangan sistem pemantauan air sungai otomatis. Parameter yang dipantau adalah ketinggian air dan suhu air. Tujuan dari proyek ini adalah untuk mengembangkan logger independen dan berbiaya rendah yang terhubung ke database. Ketinggian air dipantau dengan level QR khusus. Sebuah kamera di Pi mengambil gambar setiap 15 menit. Kode QR dalam gambar ini didekodekan oleh perangkat lunak dan menunjukkan ketinggian air yang sebenarnya. Suhu air diukur dengan sensor DS18B20.

Perlengkapan

1. Raspberry Nol WH
2. WittyPi Mini
3. Modul Kamera Raspberry Pi v2.1
4. Huawei E3531 SurfStick
5. Kartu SIM (ThingsMobile)
6. DC DC Step Down Buck Converter
7. Termometer Digital DS18B20
8. Kabel USB mikro OTG
9. Ujung kabel micro USB
10. Kaca jendela
11. Kandang tertutup (G258)
12. Pemasangan kabel
13. Blok Terminal Srew 3-pin
14. 4, resistor 7kOhm
15. Papan sirkuit kosong 65x30mm
16. Header taruhan 40-pin
17. 4 x M3x20 sekrup
18. 8 sekrup xM3
19. Kabel telepon
20. Kabel pengeras suara

Langkah 1: Menyolder Modul Suhu

Pada langkah ini kita membuat modul suhu dari awal. Ini memiliki ukuran pHAT dan dapat dihubungkan ke GPIO 40-pin dari Pi. Metode ini memungkinkan kami memasang sensor DS18B20 dengan aman ke Raspberry Pi.

1. Pertama, kita perlu menyolder kepala pasak 40-pin ke papan sirkuit kosong 60x35 mm.
2. Pasang blok terminal sekrup dan resistor di tempatnya seperti yang ditunjukkan pada gambar
3. Hubungkan resistor ke pin luar blok terminal
4. Solder resistor dan pin bersama-sama
5. Solder kabel (hitam, merah dan kuning) ke pin yang tepat dari header staking dan ke pin blok terminal
6. Untuk mengebor lubang pemasangan, pertama-tama pasang modul ke nol raspberry pi Anda, lalu bor dengan mata bor 3mm melalui lubang yang ada dari Raspberry Pi Anda ke modul baru Anda.
7. Terakhir, Anda dapat menghubungkan sensor DS18B20 ke modul Anda dengan memasang kabel sensor Anda ke warna yang sesuai di papan Anda.

Langkah 2: Membangun Kabel Konverter DCDC Kami

Untuk memberi daya pada Raspberry Pi kami, kami perlu mengubah 12V yang kami dapatkan dari baterai kami menjadi 5V. Kami menggunakan konverter DC DC buck untuk mengurangi tegangan.

1. Solder kabel hitam dari kabel speaker Anda ke port berlabel GND
2. Solder kabel merah ke port berlabel IN+
3. Solder kabel hitam dari kabel micro-USB Anda ke port berlabel GND
4. Solder kabel merah dari kabel micro-USB Anda ke port berlabel OUT+
5. Potongan sirkuit yang ditandai dengan panah merah pada gambar
6. Las bantalan ikatan bersama-sama untuk mendapatkan output tetap 5V (panah biru)

Langkah 3: Memasang Surfstick Anda

Untuk membuat koneksi internet, kita perlu menghubungkan tongkat selancar kita ke Raspberry Pi kita. Pertama kita perlu membuat beberapa konfigurasi:

1. Masukkan kartu SIM dari penyedia moblie pilihan Anda, ke dalam tongkat selancar Anda. Dalam contoh ini kami menggunakan SIM dari Things Mobile.
2. Hubungkan tongkat selancar Anda ke komputer melalui USB.
3. Sebuah jendela akan muncul di browser Anda.
4. Di bawah Pengaturan> Manajemen profil, ubah APN ke salah satu penyedia seluler Anda. Untuk Hal Mobile itu adalah "TM".
5. Aktifkan fitur roaming di bawah Pengaturan > Koneksi Seluler dan 'Aktifkan' Data Seluler.
6. Klik Terapkan.
7. Di halaman Beranda Anda dapat memeriksa apakah koneksi telah dibuat.
8. Sekarang Anda siap untuk pergi, lepaskan tongkat selancar Anda.
9. Tongkat selancar dapat dihubungkan ke Raspberry Anda tanpa konfigurasi lebih lanjut.

Langkah 4: Buat Database PostgreSQL

Pada langkah ini kami menyiapkan database kami. Kami menggunakan penawaran tingkat gratis dari Amazon Web Services.

1. Pertama buat akun gratis di AWS:
2. Ikuti tutorial ini untuk membuat database PostgreSQL Anda dan pelajari cara menghubungkannya:

Langkah 5: Mempersiapkan Kartu SD

Pertama, Anda perlu mengunduh gambar Raspian Stretch Lite:

Unduhan Raspberry Pi

Sekarang kita perlu mem-flash gambar pada kartu SD kosong (setidaknya 16 GB). Masukkan kartu SD ke pembaca kartu SD Anda. Unduh Balena Etcher dan instal di komputer Anda:

www.balena.io/etcher/

Buka Balena Etcher, pilih file.zip dari gambar Raspian Anda yang sebelumnya Anda unduh. Pilih kartu SD Anda di Select Drive. Klik Flash!

Langkah 6: Menginstal Raspberry dan Menghubungkannya Melalui SSH

Sebelum kita dapat menggunakan Raspberry Pi kita, kita perlu membuat beberapa pengaturan awal.

1. Masukkan kartu SD Anda ke Raspberry Pi Anda dan hubungkan ke monitor, keyboard, dan mouse. (Jika Anda tidak memiliki monitor, keyboard, dan mouse tambahan, Anda dapat membuat instalasi tanpa kepala. Cari tahu bahwa itu telah dilakukan sebelumnya)
2. Ikuti langkah-langkah pengaturan Raspberry Pi Anda [wifi, bahasa, zona waktu]
3. Aktifkan SSH melalui Terminal pada Anda PI: sudo raspi-configgo to: 5 Interfacing OptionsAktifkan SSH

4. Di komputer Anda, unduh Termius. Program ini memudahkan untuk terhubung ke Raspberry Pi kami melalui SSH.1. https://termius.com/2. Buat akun

   3. Buat HOST BARU4. Beri label Raspberry Anda (pilih Nama) 5. Masukkan IP-ADRESSE PI Anda dari NETWORK yang digunakan untuk login (jika Anda tidak tahu IP-ADRESSE Anda dapat mencarinya dengan program yang disebut "ADVANCED IP SCANNER") 7. Masukkan nama pengguna Anda (pi secara default jika tidak diubah) 8. Masukkan kata sandi Anda (raspberry secara default jika tidak diubah) 9. Klik simpan 10. Klik dua kali pada host yang baru Anda buat 11. Muncul pesan -> klik ya

Raspberry Anda harus terhubung ke komputer Anda melalui SSH

Langkah 7: Memasang Logger

1. Aktifkan kamera di opsi antarmuka: sudo raspi-configgo to: 5 Opsi Antarmuka Aktifkan Camerasudo reboot
2. Buat direktori baru di /home/pi directorycd /home/pisudo mkdir Desktop Anda
3. Buat file python baru di direktori Desktopcd Desktopsudo nano ctrl+opanggil file qrbooftemp.pyenterctrl+x
4. Instal paket pyboof (numpy dan py4j diinstal secara otomatis) ini dapat memakan waktu hingga 40 menit. Sudo pip3 install pyboof==0.33.1
5. Jalankan pembaruan (jika Anda tidak melakukan ini, Anda mungkin mendapatkan masalah saat menginstal paket nanti) sudo apt-get updatesudo apt-get install libpq-dev
6. Instal postgreSQL dan psycopg2 untuk berinteraksi dengan database postgreSQL melalui Pythonsudo apt-get install postgresqlsudo pip3 install psycopg2

Langkah 8: Memasang Logger (Modul Suhu)

Untuk menginstal Modul Suhu, Anda perlu memasang Modul pada Raspberry Pi Anda dengan sensor DS18B20 yang terpasang padanya. Modul dipasang melalui header 40-pin.

1. aktifkan 1-wire di interfacing optionssudo raspi-configgo to: 5 Interfacing OptionsAktifkan 1-Wiresudo reboot
2. setel 1-Wire pin ke pin 23 dan gpu_mem=256sudo nano /boot/config.txt tambahkan dtoverlay=w1-gpio, gpiopin=23, pullup=on ke akhir filechange gpu_mem=128 ke gpu_mem=256
3. aktifkan 1-Wiresudo modprobe w1-gpiosudo modprobe w1-thermsudo reboot
4. cari tahu alamat DS18B20 Anda, itu harus dimulai dengan 28- …cd /sys/bus/w1/deviceslstulis alamatnya, nanti diperlukan dalam skrip Python

Langkah 9: Unduh dan Sesuaikan Skrip Pyhton

1. Unduh skrip Python di komputer Anda dan buka di editor tekshttps://github.com/gremax93/QR-Code-Water-Level
2. Salin skrip lengkap ke papan klip Anda (ctrl+a, ctrl+c)
3. Buka filecd python yang Anda buat sebelumnya /home/pi/Desktopsudo nano qrbooftemp.py
4. Lakukan klik kanan untuk menyisipkan skrip
5. Ubah alamat sensor suhu ke yang sebelumnya Anda tulis
6. Ubah pengaturan koneksi postgresql ke informasi spesifik Anda, seperti yang ditunjukkan dalam skrip
7. Simpan dan keluar ctrl+oenterctrl+x

Langkah 10: Memasang Modul WittyPi

1. Unduh file instalasi dari Witty Pi wget
2. Jalankan skrip instalasi Sudo sh installWittyPi.sh
3. Reboot sudo reboot

Langkah 11: Buat Beberapa Perubahan di Java Virtual Machine Setup

Langkah ini diperlukan untuk memastikan bahwa JVM akan dimulai ketika skrip python dijalankan.

1. Buka direktori py4j dan buka jawa_gateway.py cd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/py4jsudo nano jawa_gateway.pyset DEFAULT_CALLBACK_SERVER_ACCEPT_TIMEOUT = 20
2. Buka direktori pyboof dan buka _init_.pycd /usr/local/lib/python3.5/dist-packages/pyboofsudo nano _init_.pyset while time.time() - start_time < 20.0

Langkah 12: Atur Pekerjaan Cron

Pada langkah ini kita mengatur cronjob saat Raspberry melakukan booting. Dengan cara ini setiap kali Pi bangun, skrip python kami akan dieksekusi.

1. Atur cronjob dan tulis ke file log. Ini membuat pemecahan masalah lebih efisien.crontab -e@reboot sleep 20 && Sudo python3 /home/pi/Desktop/qrbooftemp.py >> /home/pi/Desktop/log.txt
2. Tambahkan baris lain ke crontab. Baris ini memastikan, bahwa ketika WittyPi gagal, Raspberry Pi akan tetap reboot.@reboot sleep 1500 && sudo rebootctrl+oenterctrl+x

Langkah 13: Menyatukan Semuanya

1. Pastikan Pi Anda dimatikan, jika tidak, matikan sudo shutdown -h sekarang
2. Tumpuk WittyPi Anda di Raspberry Pi Anda dan modul suhu di atasnya.
3. Sekrup 3 modul bersama-sama
4. Pasang modul kamera ke port CSI dari raspberry pi zero
5. Pasang stik selancar Anda ke Raspberry Pi Anda melalui kabel USB OTG
6. Pasang kabel daya ke WittyPi (bukan ke Raspberry Pi!)
7. Masukkan semuanya ke dalam casing dan kencangkan tutupnya
8. Pasang kabel daya ke baterai Anda
9. Selamat logger Anda harus berjalan!

Langkah 14: Instalasi Akhir

Gambar-gambar ini menunjukkan logger terpasang dengan level air kode QR terpasang.

Logger dipasang di bawah jembatan untuk hasil yang optimal. Sinar matahari langsung harus dihindari.