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Ich habe meinen Raspberry Pi in eine vollwertige Wetterstation verwandelt – so können Sie das auch


Der Raspberry Pi ist winzig und kostengünstig und stellt eine großartige Ergänzung Ihres Computerraums dar, wenn Sie einen äußerst vielseitigen SBC wünschen, mit dem Sie eine Vielzahl beeindruckender Projekte zum Leben erwecken können. Während der Raspberry Pi für sich genommen ziemlich leistungsfähig ist, können Sie seine Funktionalität durch den Anschluss zusätzlicher Module steigern – etwa einen Sensor, der Temperatur-, Luftdruck- und sogar Feuchtigkeitswerte anzeigen kann.


Auch wenn eine Wetterstation mit Raspberry Pi-Antrieb wie ein lustiges Projekt klingt, kann es manchmal ziemlich verwirrend sein, besonders wenn Sie neu in der schillernden Welt der SBCs sind. Deshalb haben wir eine Schritt-für-Schritt-Anleitung erstellt, die Ihnen bei dieser Aufgabe hilft!

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Was du brauchen wirst

Es versteht sich von selbst, dass ein Raspberry Pi als Herzstück des Projekts dienen wird. Obwohl Sie für die Wetterstation jedes Mainline-Raspberry-Pi-Modell nehmen können, müssen Besitzer bestimmter RPi-Zero-Boards GPIO-Pins auf ihre SBCs löten, bevor sie einen Wettersensor anbringen können.

Apropos Sensor: Wir entscheiden uns für das preisgünstige BME280-Modul von Waveshare, das mit einem Satz Überbrückungskabeln geliefert wird. Ein weiterer Vorteil des BME280-Kits von Waveshare besteht darin, dass alle Pins auf der Sensorplatine vorgelötet sind, sodass Sie nicht einen ganzen Nachmittag damit verbringen müssen, den Sensor mithilfe einer Lötstation einsatzbereit zu machen.


Schließlich benötigen Sie eine microSD-Karte mit einer Mindestkapazität von 8 GB. Wir gehen davon aus, dass Sie bereits ein Debian-basiertes Betriebssystem auf die Karte geflasht haben. Für das Tutorial verwende ich das Betriebssystem Raspberry Pi, und Sie können es ganz einfach flashen, indem Sie dem allgemeinen Verfahren folgen, das in unserem Ubuntu-Installationshandbuch beschrieben ist.

Anschließen des BME280-Moduls an den Raspberry Pi

Bevor Sie sich mit dem Softwareaspekt des Projekts befassen können, müssen Sie den BME280-Sensor physisch mit Ihrem Raspberry Pi-Board verbinden.

1. Befestigen Sie die Überbrückungskabel am BME280-Sensor.

2. Öffnen Sie das Pinbelegungsdiagramm des Raspberry Pi auf Ihrem PC oder Smartphone. Alle Mainline-RPi-Boards verfügen über eine identische Pin-Platzierung, sodass Sie unabhängig von Ihrem Modell dasselbe Diagramm als Referenz verwenden können.

Das Pinbelegungsdiagramm des Raspberry Pi


3. Schließen Sie mithilfe des Pinbelegungsdiagramms jedes Überbrückungskabel sorgfältig an den richtigen GPIO-Pin am Raspberry Pi an.

Das Pin-Setup zum Anschluss eines Waveshare BME280-Sensors an den Raspberry Pi 5

Hier ist ein kurzer Überblick über die Verbindungen in meinem Setup: Ich habe die gekoppelt VCC Pin am BME280-Modul (das rote Kabel) mit dem 5V-Stromversorgung GPIO-Anschluss (Pin 4) an meinem Raspberry Pi. Ebenso habe ich das beigefügt SCL/SCK Pin (gelbes Kabel) mit dem SCL/GPIO 3 (Pin 5), die SDA/MOSI Pin (blaues Kabel) an SDA/GPIO 2 (Pin 3) und die GND Pin (schwarzes Kabel) mit dem Boden GPIO-Pin. Allerdings habe ich das verlassen ADDR/MISO (Adresse) und CS (Chip-Select)-Pins entfernt, da sie in diesem Projekt nicht verwendet werden mussten.

4. Legen Sie die microSD-Karte mit dem Raspberry Pi-Betriebssystem in Ihr RPi-Board ein, bevor Sie es einschalten.


Aktivieren des I2C-Busses im Raspberry Pi OS

Als nächstes müssen Sie die I2C-Schnittstelle im Betriebssystem Ihres Raspberry Pi einschalten, bevor Sie auf den BME280-Sensor zugreifen können.

1. Starte den Terminal App.

Die Raspberry Pi-Terminal-App

2. Öffnen Sie das Raspberry Pi-Konfigurationstool mit dem Befehl raspi-config:

sudo raspi-config

Das Terminal im Raspberry Pi OS, das den Befehl raspi-config darstellt

3. Gehen Sie zum Schnittstellenoptionen Tab.

Das Raspi-Config-Tool im Raspberry Pi OS zeigt die Schnittstellenoptionen


4. Wähle aus I2C Einstellung und drücken Sie OK wenn Sie aufgefordert werden, die Schnittstelle zu aktivieren.

Das Verfahren zum Aktivieren von I2C

5. Scrollen Sie zu Beenden Taste und drücken Sie Eingeben um das Konfigurationsmenü zu verlassen.

6. Führen Sie die aus i2cdetect Befehl, um zu prüfen, ob der BME280-Sensor vom Raspberry Pi erkannt wird.

i2cdetect -y 1

Der I2C-Erkennungsbefehl für den BME280-Sensor

Wenn das Terminal anzeigt 0x76 oder 0x77 In der Adresstabelle können Sie fortfahren. Andernfalls müssen Sie die Anschlüsse neu anschließen und es erneut versuchen.


Aufstellen der Wetterstation

Nachdem der BME280-Sensor an Ihren Raspberry Pi angeschlossen ist, ist es an der Zeit, die für die Wetterstation erforderlichen Pakete zu installieren. Das BME280-Paket ist unerlässlich, wenn Sie Ihr eigenes Python-Skript für die Wetterstation schreiben möchten. In der Zwischenzeit ist das WiringPi-Repository erforderlich, da wir in diesem Tutorial bestimmte Funktionen aus seiner Bibliothek verwenden werden.

1. Wenn Sie die Bookworm-Version des Raspberry Pi-Betriebssystems verwenden, ist die Extern verwaltet Datei kann Probleme verursachen, wenn Sie versuchen, Pakete über zu installieren Pip. Daher sollten Sie diese Befehle ausführen, um das einzufügen Break-System-Pakete Variable in die pip.conf Datei und setzen Sie ihren Wert auf WAHR.

grep -q '\[global\]' /etc/pip.conf 2> /dev/null || printf '%b' '[global]\n' | sudo tee -a /etc/pip.conf > /dev/null 

sudo sed -i '/^\[global\]/a\break-system-packages=true' /etc/pip.conf

Der Befehl, der zum Bearbeiten der pip.conf-Datei verwendet wird


2. Installieren Sie das BME280-Paket, indem Sie diesen Befehl ausführen:

Der Befehl zum Installieren des BME280-Pakets

3. Gehen Sie zur Release-Seite von WiringPi und laden Sie die neueste Version des Repositorys herunter.

4. Verwenden Sie im Terminal das CD Befehl zum Navigieren zum Downloads Ordner.

cd Downloads

Der Befehl cd, um zum Ordner „Downloads“ zu wechseln

5. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um WiringPi zu installieren:

sudo apt install ./wiringpi_version

Der Befehl zum Installieren von WiringPi


Nachdem Sie beide Pakete installiert haben, können Sie Ihr bevorzugtes Python-Code-Repository von GitHub herunterladen, um den Raspberry Pi in eine Wetterstation zu verwandeln … oder das Skript sogar von Grund auf neu schreiben, wenn Sie mit der Programmierung vertraut sind. Um die Dinge einfach zu halten, verwenden wir die offizielle Dokumentation von Waveshare.

1. Scrollen Sie nach unten zum Abschnitt „Code“ auf der Waveshare-Website und laden Sie den herunter Democodeund extrahieren Sie es an Ihren bevorzugten Speicherort.

Das Verfahren zum Extrahieren der BME280-Dateien

2. Benutzen Sie die CD Befehl gefolgt vom Verzeichnis des extrahierten Ordners.

cd /home/user/BME280_directory_location

Der cd-Befehl zum Wechseln in das BME280-Verzeichnis


3. Öffne das Haupt c Datei mit der Nano Editor und stellen Sie sicher, dass der Wert danach lautet ADDR_SEC liest 0x77.

Das Verfahren zum Festlegen des korrekten Werts von ADDR_SEC

Wenn das Terminal 76 anzeigte, als Sie den Befehl i2cdetect zuvor ausgeführt haben, ersetzen Sie unbedingt 0x77 durch 0x76.

4. Wenn Sie fertig sind, drücken Sie Strg+X um zum Terminal zurückzukehren.

5. Kompilieren Sie die Haupt c Skript, indem Sie die folgenden Befehle ausführen:

sudo make clean 

sudo make

Die Befehle „sudo make“ und „sudo make clean“ werden im Terminal hervorgehoben

6. Führen Sie abschließend den folgenden Befehl aus, um das Wetterüberwachungsskript auszuführen, das Sie im letzten Schritt kompiliert haben.

sudo ./bme280


Das BME280-Skript im Raspberry Pi OS-Terminal

Ein behalten Wetter Behalten Sie die Umgebungsparameter mit Ihrem Raspberry Pi im Auge

Das Raspberry Pi-Terminal zeigt die vom BME280-Sensor erzeugten Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitswerte an

Vorausgesetzt, Sie haben alles richtig befolgt, sollte das bme280-Skript ohne Probleme laufen und Sie können die Temperatur-, Druck- und Luftfeuchtigkeitswerte im Terminal anzeigen. Standardmäßig zeigt das Skript jede Sekunde neue Werte an, Sie können jedoch die Datei main.c ändern, um die Häufigkeit der Aktualisierungen zu ändern.

Wenn Sie jedoch nicht in der Lage sind, die Wetterstation einzurichten, beginnen Sie am besten mit einem einfachen Projekt und arbeiten sich zu diesem Artikel zurück, sobald Sie mit der Verwendung des Raspberry Pi vertraut sind. Ich empfehle, unsere Anleitungen zum Erstellen einer Raspberry Pi-basierten Firewall und eines UKW-Radios durchzulesen, da sie Ihnen dabei helfen, sich mit den Besonderheiten des SBC vertraut zu machen.


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