Estación meteorológica con Raspberry Pi Pico

Publicado por Loli Diéguez en

¿Necesitas una estación meteorológica para controlar la temperatura y la humedad en tu hogar u oficina? En lugar de comprar uno, ahora puedes hacerte el tuyo con una placa de microcontrolador Raspberry Pi Pico.

Cuando el proyecto esté completado, coloca el sensor DHT fuera de la ventana para obtener las lecturas meteorológicas más precisas (o puedes utilizar este proyecto para controlar la temperatura interior).

 

 

En este tutorial, utilizamos el microcontrolador Raspberry Pi Pico para leer los datos de temperatura, humedad y mostrar los datos en una pantalla LCD de 16x2.

A diferencia de cualquier otra Raspberry Pi, la Pico es un microcontrolador, en lugar de un mini ordenador como las otras hermanas Pi. Eso lo hace ideal para crear proyectos pequeños, con sensores y otros componentes electrónicos, especialmente aquellos que usan entrada analógica, algo que otros Pis no pueden manejar sin una placa adicional.

La placa Pico se puede programar con C / C ++ o MicroPython. Hemos elegido C / C ++ para este tutorial. Como beneficio adicional, este tutorial también incluye una instalación básica de Pico SDK y cmake.

Material necesario:

  • Micocontrolador Raspberry Pi Pico
  • Raspberry Pi 4 o Raspberry Pi 3B + , o la nueva Raspberry Pi 400
  • Tarjeta microSD de 8 GB (o más grande) con una nueva instalación de Raspberry Pi OS con escritorio .
  • Pantalla LCD 16x2 1602
  • Sensor de temperatura y humedad DHT22
  • Juego de cables de puente (M-to-F, M-to-M y F-to-F)
  • Pines de encabezado (para Raspberry Pi Pico)
  • Cable microUSB para alimentar y transferir archivos desde tu Raspberry Pi y tu placa Pico
  • Monitor / Fuente de alimentación / Teclado / Ratón / Monitor / Cable HDMI (para tu Raspberry Pi)
  • Opcional: cargador de banco de energía o adaptador de pared USB

Configuración de tu Raspberry Pi Pico 

1. Este proyecto requiere conexiones de clavijas a tu placa Pico. Si aún no lo has hecho, deberás soldar pines a tu Raspberry Pi Pico. Conecta tu pantalla, mouse y teclado a tu Raspberry Pi.

2. Inicia tu Raspberry Pi. Si aún no tienes una tarjeta microSD, consulta nuestro artículo sobre como configurar una Raspberry Pi 

3. Actualiza el sistema operativo Raspberry Pi.  Abre una terminal e introduce: 

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Prueba tu placa Pico con el código de muestra C / C ++ Blink que se encuentra aquí .

4. Descarga el archivo blink.uf2 de la guía de introducción de C / C ++ .

5. Mientras mantienes presionado el botón BOOTSEL en tu placa Pico, conecta tu microUSB desde tu placa Pico a tu Raspberry Pi. 

6. Arrastra y suelta el archivo blink.uf2 de tu carpeta de Descargas al medio extraíble RPI-RP2 . Ahora observa cómo el LED integrado en tu placa Pico comienza a parpadear. Puedes desconectar tu placa Pico de tu Raspberry Pi para el siguiente paso. 

 

Conecta todo a la placa Pico

1. Coloca tu Pico en tu mesa de trabajo.

2. Con sus cables de puente, conecta GND del Pico al riel GND, conecta el pin 36 / 3.3V al riel de alimentación. 

3. Conecta el sensor DHT22 a la placa de prueba y conecta GND al riel GND, la energía a la alimentación y la señal de SALIDA a GPIO15 / Pin 20 (para sensores DHT de 3 pines). Si estás utilizando un DHT22 de 4 pines, incluye una resistencia de 10K ohmios como se muestra en el diagrama del circuito. 

4. Para la pantalla LCD, conecta SDA al Pin 6 y SCL al Pin 7 . 

5. Para alimentar la pantalla LCD, conecta LCD VCC a VBUS (pin 40) en el Pico y LCD GND al riel GND de tu tablero .  

Método rápido: estación meteorológica Pico 

Si tienes prisa por poner en funcionamiento tu estación meteorológica Pico, puedes descargar el archivo de compilación UF2 compilado aquí. Ten en cuenta que el uso del archivo compilado no te permite personalizar el texto ni cambiar los pines de señal. 

1. Descarga weatherstation.uf2 desde aquí .

2. Desconecta tu placa Pico de tu Raspberry Pi.

3. Manten presionado el botón BOOTSEL mientras conectas la placa Pico a tu Pi. Deberías ver una ventana emergente y RPI-RP2 aparecer como medio extraíble.

4. Arrastra y suelta weatherstation.uf2 a tu Pico etiquetado como RPI-RP2 desde la carpeta de descargas en tu administrador de archivos.  

En unos segundos, deberías ver la temperatura y la humedad en la pantalla LCD. 

Instrucciones completas de la estación meteorológica con Raspberry Pi Pico 

Este método produce el mismo resultado, una pantalla LCD que muestra la temperatura y la humedad, pero aprenderás a compilar el código fuente para la placa Pico.

Este método también incluye una instalación básica del pico-sdk para los usuarios que comienzan desde cero. 

1. Abre una Terminal en tu escritorio Raspberry Pi (presione Ctrl-T).

2. Comenzamos creando un directorio y clonando el código que necesitamos para compilar C / C ++ para la placa Pico con los siguientes comandos. 

mkdir weather-station
cd weather-station
git clone -b master https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
cd pico-sdk
git submodule update --init
cd ..
git clone https://github.com/carolinedunn/pico-weather-station

 

3. Instala cmake con las dependencias adecuadas para Pico. Este paso puede tardar unos 5 minutos en una Raspberry Pi 4. 

sudo apt update

sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi build-essential

4. Ahora es un buen momento para echar un vistazo al código fuente que usaremos para construir nuestra estación meteorológica. 

Opcional: Navega a /home/pi/weather-station/pico-weather-station y abre weatherstation.c con Geany en tu Administrador de archivos para revisar el código fuente.  

Notas de código para estación meteorológica.c

  • weatherstation.c es el archivo fuente principal de nuestro proyecto de hoy.
  • Línea 17: configuramos nuestro Pico para leer nuestro DHT de GPIO15. Puedes configurar varios DHT o cambiar tu pin GPIO aquí.
  • Línea 199-200: Esta declaración printf es para fines de resolución de problemas y solo se puede acceder a ella a través de minicom. El acceso a las lecturas a través de minicom se discutirá en la sección de solución de problemas.
  • Línea 202: Puedes cambiar la lectura tanto de Farenheit como de Celsius.
  • Línea 211: muestra una temperatura actualizada a intervalos de 2 segundos (o 2000 milisegundos).

Compila el código C / C ++ y transfiérelo a Pico

5. En la misma terminal del Paso 3, introduce los siguientes comandos para construir tu archivo UF2.

cd pico-weather-station
mkdir build
cd build
export PICO_SDK_PATH=../../pico-sdk
cmake ..
make

 

6. Ahora tienes que ir  a /home/pi/weather-station/pico-weather-station/build 

7. Desconecta la placa Pico de tu Raspberry Pi.

8. Manten presionado el botón BOOTSEL mientras conectas la placa Pico a tu Pi. Deberías ver una ventana emergente y RPI-RP2 aparecer como medio extraíble.

9. Arrastra y suelta weatherstation.uf2 a tu Pico etiquetado como RPI-RP2 desde la carpeta de descargas en tu administrador de archivos. 

En unos segundos deberías ver la temperatura y la humedad de tu habitación en la pantalla LCD. 

Una vez que tu estación meteorológica Pico funciona, puedes agregar un LED o un zumbador si la temperatura o la humedad superan (o disminuyen) de un umbral que tu marques.

Solución portátil y con pilas

Ahora puedes alimentar el Pico sin usar la Raspberry Pi. Simplemente, desconecta el USB de la Raspberry Pi (conectado al Pico) y conéctelo a tu cargador de banco de energía o adaptador de corriente USB.

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