เมฆพยากรณ์อากาศ: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

โปรเจ็กต์นี้สร้าง Weather Cloud โดยใช้ Raspberry Pi Zero W ซึ่งเชื่อมต่อกับ Yahoo Weather API และเปลี่ยนสีตามการคาดการณ์ในวันถัดไป

ฉันได้รับแรงบันดาลใจจากอาคารแก๊สวิสคอนซินที่มีเปลวไฟบนหลังคาซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามการคาดการณ์ เป็นแลนด์มาร์คที่โดดเด่นในเมือง Milwaukee รัฐวิสคอนซิน

บทกวีต่อไปนี้ไปด้วย

เมื่อเปลวไฟเป็นสีแดง อากาศก็ร้อน! เมื่อเปลวไฟเป็นสีทอง ให้ระวังความหนาวเย็น! เมื่อเปลวไฟเป็นสีน้ำเงิน มุมมองจะไม่เปลี่ยนแปลง! เมื่อมีเปลวไฟริบหรี่ คาดว่าหิมะหรือฝนจะตก!

ฉันคิดว่าเมฆจะดูดีกว่าบนผนัง สำหรับรหัสหากระดับสูงสุดที่คาดการณ์ไว้สำหรับวันถัดไปสูงกว่า 10% ที่อุ่นขึ้น มันจะเป็นสีแดง หากระดับต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้เย็นกว่า 10% จะเป็นสีทอง แต่ในกรณีที่ตรงตามเกณฑ์ทั้งสองสีแดงจะชนะเสมอ หากไม่ตรงตามเกณฑ์ใดๆ ระบบคลาวด์จะเป็นสีน้ำเงิน หากมีฝนหรือหิมะตกในการพยากรณ์ก็จะกะพริบ

ขั้นตอนที่ 1: อัปเดต 2019

ดูเหมือนว่า Yahoo ได้ยกเลิก API นี้ที่ฉันใช้สำหรับสิ่งนี้ ดังนั้นขณะนี้คู่มือนี้ใช้ไม่ได้กับส่วนนั้น สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนที่จำเป็น

• Neopixels Strip - 60 LEDS ต่อเมตร
• ไม้แขวนกรอบรูปฟันเลื่อย
• 3M SJ5302 เคลียร์ บัมพร
• 1/2 นิ้ว x 6 นิ้ว x 3 ฟุต S4S ไม้โอ๊คบอร์ด
• ฮาร์ดบอร์ด 1/8"
• 1/8" อะคริลิค สีขาว โปร่งแสง
• เดือยไม้ 1/8"
• Watco Natural Danish Oil Wood Finish และ Dark Walnut เป็นตัวเลือกสำหรับเมฆพิเศษบางส่วน
• กาวไม้
• ปืนกาวร้อน
• ปืนหลัก
• ปลอกหุ้มซิลิโคน ลวดพันเกลียว - 25ft 26AWG - สีแดง สีดำ และสีน้ำเงิน
• Raspberry Pi Zero W
• การ์ดไมโคร SD
• สาย USB สีขาว - หรือแยกสายที่คุณวางไว้

ขั้นตอนที่ 3: ตัดชิ้นส่วน

ฉันได้รวมไฟล์ svg เพื่อตัดสิ่งเหล่านี้ อย่างที่คุณเห็นมี 4 ชั้น คุณอาจเห็นในคู่มือที่เหลือว่าฉันได้ชิ้นส่วนของฉันพลิกเพราะฉันมีอุบัติเหตุที่ชั้นบนสุดและพลิกเพื่อซ่อนตำหนิ

ในเลเยอร์ 2 และ 4 จะต้องมีส่วนแทรกลึก 1/8 ระหว่างเส้นทางภายในและเส้นทางกลาง ซึ่งจะทำให้ดิฟฟิวเซอร์และแผ่นรองด้านหลังปิดภาคเรียนได้ ฉันใช้อะคริลิคโปร่งแสงสำหรับดิฟฟิวเซอร์และฮาร์ดบอร์ดสำหรับแผ่นรองด้านหลัง

นี่เป็นภาพตัวอย่างใน Shapeoko3 ของฉันก่อนที่จะตัดส่วนต่างๆ ออก เรานำเมฆภายในกลับมาใช้ใหม่ในภายหลังในคู่มือ ดังนั้นอย่าทิ้งมันลงในถังขยะ

รูปร่างเมฆที่ใช้มาจาก softicons.com เนื่องจากทักษะการวาดของฉันไม่ดีเท่า

ขั้นตอนที่ 4: ประกอบ Cloud

เมื่อตัดชิ้นส่วนแล้ว คุณสามารถติดกาวเข้าด้วยกัน มีเพียงสองชิ้นเท่านั้นที่ต้องใช้กาว จากนั้นใส่เดือย 1/8 ลงในรูเพื่อช่วยในแนวเดียวกัน ฉันไม่ได้ใช้กาวในตัวฉันจึงสามารถเอาออกได้เมื่อชั้นติดกาวเข้าด้วยกัน

ใช้ที่หนีบยึดชิ้นส่วนให้แน่นขณะทำให้แห้ง เช็ดกาวส่วนเกินที่หกออกจากตะเข็บ

ระหว่างที่กาวแห้ง ฉันหยิบเศษชิ้นส่วนจากด้านในแล้วขัดด้วยกรวด 150 เม็ด และอีก 220 เม็ด จากนั้นฉันก็ใช้เช็ดบนรอยเปื้อน ฉันใช้ Watco Danish Oil ใน Dark Walnut สำหรับบางคนและ Natural สำหรับคนอื่นๆ ใช้ผ้าสะอาดเช็ดรอยเปื้อนแล้วเช็ดบนก้อนเมฆ พักไว้และปล่อยให้แห้ง อย่าลืมแขวนผ้าให้แห้งเพื่อไม่ให้เกิดการเผาไหม้จากน้ำมัน

นอกจากนี้ยังเป็นเวลาที่ดีในการย้อมชั้นบนสุด วิธีนี้คุณจะไม่เกิดรอยเปื้อนบนตัวกระจายแสงในภายหลัง

เปื้อนเมฆหลัก

เมื่อกาวแห้งแล้ว คุณสามารถทรายและย้อมเมฆหลักโดยใช้น้ำมันเดนนิชธรรมชาติ

ขั้นตอนที่ 5: เพิ่ม Neopixel Strip

เพื่อกำหนดปริมาณของแถบที่ต้องการ ฉันได้ใส่ไว้ข้างในและตรวจดูให้แน่ใจว่าได้ไปถึงทุกส่วนแล้ว ฉันลงเอยด้วยการใช้ 19 แถบ แต่หลังจากติดกาวก็รู้ว่าควรใช้ 20

ฉันจึงถอดปลอกยางรอบแถบนั้นออกเนื่องจากไม่ต้องการส่วนนั้น ตอนนี้ฉันต้องเพิ่มสายไฟเข้ากับแถบเพื่อต่อเข้ากับ Pi Zero

ฉันพบว่ามันใช้งานได้ดีกว่าถ้าคุณบัดกรีปลายด้านบนแถบพร้อมกับปลายลวดล่วงหน้า

ตอนนี้บัดกรีสายไฟเพื่อปอก

ใช้แผ่นแปะด้านหลังทากาวร้อนบางจุดเพื่อยึดแถบ NeoPixel ไว้ที่ขอบเมฆ พยายามรักษาแถบให้ชิดกับแผ่นหลังให้มากที่สุด อย่างที่คุณเห็นที่นี่ ฉันน่าจะใช้ LED อีกอันบนแถบนี้

ขั้นตอนที่ 6: เพิ่ม Diffuser และ Top Layer

วางชั้นดิฟฟิวเซอร์ในส่วนแทรกแล้วทากาวบางๆ รอบด้านบน

ตอนนี้เหมือนกับก่อนแนบชั้นบนสุดแล้วหนีบลง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้จัดตำแหน่งให้ตรงกับชั้นอื่น ๆ ให้ดีที่สุดและเช็ดด้วยกาวส่วนเกิน

ขั้นตอนที่ 7: ประสานมันขึ้น

การเดินสายไฟค่อนข้างง่ายสำหรับสิ่งนี้

GPIO 18 บน Pi ถึง Din Neopixel

5V จาก Pi ถึง 5V Neopixel

GND จาก Pi ถึง GND Neopixel

ก่อนบัดกรีสาย USB เราต้องเจาะรูก่อน สายไฟของฉันต่ำกว่า 3 มม. เล็กน้อย ดังนั้นฉันจึงเจาะรูโดยใช้บิต 3 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่เจาะเข้าไปในแถบนีโอพิกเซล

ตัดปลายที่ไม่มีตัวผู้ที่เสียบเข้ากับคอมพิวเตอร์ จากนั้นถอดฉนวนบางส่วนออกเพื่อเข้าถึงสายไฟ เราต้องการสายไฟสีแดง (5V) และสีดำ (GND) เท่านั้น

นี่คือลักษณะที่มันควรจะบัดกรีทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 8: ตั้งค่า Pi

สิ่งแรกที่จำเป็นคือการ์ด sd ที่ระบบปฏิบัติการโหลดไว้ ฉันใช้ Raspbian Jessie Lite

ใช้โปรแกรมเช่น etcher.io เพื่อเบิร์นภาพไปยังการ์ด sd เมื่อเสร็จแล้วเราจะต้องเพิ่มสองไฟล์ในไดเร็กทอรีสำหรับบูตเพื่อให้ pi เปิดใช้งาน ssh และข้อมูล wifi ที่ถูกต้อง

เปิดไฟล์ wpa_supplicant.conf ด้วยโปรแกรมแก้ไขข้อความ แล้วใส่ wifi ssid และรหัสผ่านของคุณลงไป จากนั้นเพิ่มไฟล์ลงในการ์ด SD ในการเปิดใช้งาน ssh เราเพียงแค่ต้องมีไฟล์ชื่อ ssh ที่ไม่มีนามสกุลใส่ในการ์ด sd ด้วย

คำอธิบายที่ดีกว่านี้สามารถพบได้ในคู่มือนี้ที่ adafruit.com

เชื่อมต่อกับ Pi

ฉันใช้โปรแกรมที่เรียกว่า putty และ SSH ใน Pi เอกสารบางอย่างเกี่ยวกับการทำเช่นนี้สามารถพบได้บนเว็บไซต์ Raspberry Pi

ข้อแตกต่างอย่างหนึ่งคือมีให้คุณค้นหา IP ของ pi ฉันพบว่ามันง่ายกว่าที่จะใช้ชื่อโฮสต์เพื่อเชื่อมต่อซึ่งก็คือ raspberrypi.local

ติดตั้งไลบรารีที่จำเป็น

ก่อนอื่นเราต้องการ pip ให้รันคำสั่งนี้

sudo apt-get ติดตั้ง python-pip

ตอนนี้เราสามารถติดตั้งคำขอได้

คำขอติดตั้ง pip

ต่อไปเราจะติดตั้งรายการที่จำเป็นในการใช้ NeoPixels ขั้นตอนเหล่านี้นำมาจากคู่มือชื่อ NeoPixels บน Raspberry Pi จากเว็บไซต์ Adafruit

sudo apt-get ติดตั้ง build-essential python-dev git scons swig

หลังจากนั้นเรารันคำสั่งเหล่านี้

โคลน git

cd rpi_ws281x scons

แล้ว

cd python

sudo python setup.py ติดตั้ง

ตอนนี้ควรติดตั้งไลบรารีที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว

รับโปรแกรมบน Pi

ฉันขอแนะนำให้รับไฟล์จากที่เก็บ GitHub เนื่องจากรหัสอาจเปลี่ยนแปลงหรือแก้ไขในบางครั้ง

คุณสามารถตัดและวางเนื้อหาลงในไฟล์ใหม่หรือใช้ WinSCP เพื่อถ่ายโอนไฟล์

หากตัดและวาง คุณจะต้องสร้างไฟล์ใหม่โดยใช้คำสั่งนี้

sudo nano cloud.py

จากนั้นวางในเนื้อหาของ cloud.py

เมื่อคุณอยู่ที่นั่นแล้ว คุณอาจต้องเปลี่ยนค่าสองสามค่า หากคุณใช้ NeoPixels หรือ GPIO pin. ในปริมาณที่ต่างกัน

หากจำนวน NeoPixels ที่ใช้แตกต่างกัน ให้เปลี่ยน LED_COUNT เหมือนกันหากพิน GPIO ที่ใช้แตกต่างกัน เปลี่ยน LED_PIN

นอกจากนี้ ในบรรทัด 72 คุณต้องเปลี่ยนสถานที่ เว้นแต่คุณต้องการพยากรณ์อากาศสำหรับชีบอยกัน

เรียกใช้รหัส

เมื่อคุณได้ทำการเปลี่ยนแปลงแล้ว คุณสามารถทดสอบโค้ดได้

sudo python cloud.py

คลาวด์ควรสว่างขึ้นในขณะนี้ และในหน้าต่างเทอร์มินัล คุณจะเห็นว่าค่าสูงสุดและค่าต่ำสุดของวันนี้เป็นอย่างไร พร้อมกับค่าสูงสุดและค่าต่ำสุดของวันพรุ่งนี้

ตั้งค่าให้ทำงานอัตโนมัติเมื่อเริ่มต้น

ในการกำหนดค่าเริ่มต้นอัตโนมัติ ฉันทำตามคำแนะนำนี้จากเว็บไซต์ Raspberry Pi

นี่คือบรรทัดโค้ดที่ฉันเพิ่มลงในไฟล์ rc.local

หลาม /home/pi/cloud.py &

ขั้นตอนที่ 9: เสร็จสิ้นการประกอบ

ฉันใช้มาร์กเกอร์วัดและพยายามหาจุดศูนย์กลางให้ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ จากนั้นฉันก็ติดไม้แขวนฟันเลื่อยและกันชนยางสองอัน

ในการติด Pi ฉันกลับไปที่ปืนกาวร้อนที่เชื่อถือได้ของฉันแล้วทากาวร้อนที่ด้านหลังของ Pi แล้วติดเข้ากับแผงด้านหลัง

ฉันใช้ไขควงเพื่อสร้างช่องว่างในลวดเย็บกระดาษ

จากนั้นฉันก็งอลวดเย็บกระดาษเพื่อยึดแผ่นหลังเข้า

เสร็จสิ้นเมฆขนาดเล็ก

เมฆก้อนเล็กๆ ต่างก็ต้องการไม้แขวนและกันชนสองตัว

ขั้นตอนที่ 10: การพิมพ์ 3 มิติ

ฉันได้รวมไฟล์ STL ไว้ด้วยหากคุณไม่มีสิทธิ์เข้าถึงเครื่อง CNC ไม้ ไฟล์ออกแบบ Autodesk Fusion 360 รวมอยู่ด้วย ด้วยวิธีนี้คุณสามารถปรับเปลี่ยนการออกแบบเพื่อปรับให้เหมาะสมสำหรับการพิมพ์

ขั้นตอนที่ 11: ความคิดสุดท้าย

โครงการนี้ออกมาค่อนข้างดี ฉันชอบรูปลักษณ์ของไม้โอ๊คมากเมื่อเทียบกับ MDF ในโครงการอื่นที่ฉันทำ ฉันชอบที่จะทำสิ่งนี้กับบอร์ด esp8266 แต่ทักษะของฉันกับ Arduino IDE และ JSON นั้นไม่ดีเท่ากับ Pi

ส่วนเพิ่มเติมในอนาคตสำหรับโปรเจ็กต์นี้จะเป็นส่วนแสดงผล 7 ส่วนด้านหลังดิฟฟิวเซอร์ เพื่อให้สามารถแสดงอุณหภูมิปัจจุบันได้เช่นกัน

ฉันได้ใส่ไฟล์ขึ้น GitHub และเพิ่มรหัสสำหรับถ้าคุณมี Pimoroni Blinkt, Pimoroni Unicorn PHAT หรือ Raspberry PI Sense Hat

รางวัลใหญ่ในการประกวด Internet of Things 2017

วิ่งขึ้นในความท้าทายที่ไม่มีใครแตะต้อง

รางวัลรองชนะเลิศการประกวดไลท์ติ้ง 2017