6 kroków do przygotowania Raspberry Pi do pracy w plenerze
Chociaż istnieje wiele projektów Raspberry Pi, które można realizować w pomieszczeniach, niektóre projekty wymagają wystawienia Raspberry Pi na działanie czynników atmosferycznych w celu uzyskania najlepszych wyników lub ze względu na charakter samego projektu.
Aby zmaksymalizować żywotność Raspberry Pi podczas użytkowania w środowisku zewnętrznym, ważne jest, aby pamiętać, że urządzenie nie zostało zaprojektowane z myślą o takich warunkach. Dlatego konieczne jest wdrożenie dodatkowych środków w celu ochrony przed potencjalnym uszkodzeniem lub nieprawidłowym działaniem z powodu narażenia na elementy wykraczające poza zamierzony zakres.
Powody, dla których możesz potrzebować zewnętrznej konfiguracji Raspberry Pi
Zewnętrzna konfiguracja Raspberry Pi ma wiele zalet w różnych sytuacjach, w których konwencjonalne konfiguracje wewnętrzne są niewystarczające lub okazują się niepraktyczne.
Stworzenie zewnętrznego systemu Raspberry Pi ma wiele atrakcyjnych zastosowań, takich jak obserwacja ekologiczna, nadzór nad bezpieczeństwem, śledzenie fauny, badania eksperymentalne, wyświetlanie elektroniczne, a nawet osobiste wzbogacenie.
Aby uzyskać dokładne i wiarygodne dane z niektórych inicjatyw monitorowania środowiska, w tym tych wymienionych w naszej kolekcji przedsięwzięć związanych z czujnikami Raspberry Pi, konieczne jest umieszczenie urządzenia Raspberry Pi na zewnątrz, najlepiej na zewnątrz, ponieważ zapewni to najbardziej precyzyjne pomiary meteorologiczne. Chociaż możliwe jest umieszczenie tylko czujników peryferyjnych poza granicami środowiska wewnętrznego, posiadanie całego systemu skonfigurowanego na zewnątrz może okazać się bardziej praktycznym rozwiązaniem dla wielu użytkowników.
Rzeczywiście, wdrożenie Raspberry Pi na zewnątrz wiąże się z różnymi wyzwaniami, które należy wziąć pod uwagę. W większości przypadków wykorzystanie konfiguracji wewnętrznej okaże się bardziej rozsądnym wyborem, ponieważ będzie ona prawdopodobnie bardziej ekonomiczna, trwała, będzie wymagać mniej bieżących prac konserwacyjnych i zapewni większe bezpieczeństwo w porównaniu z jej zewnętrznym odpowiednikiem.
Przygotowanie Raspberry Pi do pracy na zewnątrz
Aby utrzymać optymalną wydajność i niezawodność Raspberry Pi w środowisku zewnętrznym, zaleca się przestrzeganie poniższych sześciu wskazówek proceduralnych:
Wybierz odpowiednią obudowę
Jednym z pierwszych i najważniejszych kroków w użytkowaniu Raspberry Pi jest zapewnienie odpowiedniej obudowy, która oferuje solidną ochronę przed potencjalnymi zagrożeniami, takimi jak ataki dzikich zwierząt i elementy środowiskowe. Krucha obudowa nie wystarczy do użytku na zewnątrz ze względu na niewystarczającą trwałość i odporność.
Wybierając obudowę dla swojego urządzenia, ważne jest, aby wziąć pod uwagę wodoodporność.Aby zapewnić odpowiednią ochronę przed kurzem, wilgocią i opadami atmosferycznymi, należy sprawdzić stopień ochrony (IP) przypisany do obudowy. Minimalny stopień ochrony IP54 zazwyczaj wystarcza na krótkie wycieczki na zewnątrz; jednak wybór obudowy o stopniu ochrony IP68 zapewnia optymalną ochronę w każdych warunkach.
W celu uniknięcia szkodliwych konsekwencji związanych z długotrwałą ekspozycją na promieniowanie słoneczne, ważne jest, aby wybrać obudowę, która posiada skuteczne właściwości ochrony przed promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Oprócz ochrony przed szkodliwymi promieniami, metalowa obudowa zapewnia dodatkową korzyść w postaci ułatwienia pasywnej regulacji termicznej poprzez zdolność do promowania cyrkulacji powietrza i wspomagania kontroli temperatury, gdy zewnętrzne warunki pogodowe ulegają wahaniom, a Raspberry Pi generuje nadmiar ciepła podczas pracy. Co więcej, decydując się na plastikową obudowę, należy upewnić się, że posiada ona strategicznie rozmieszczone perforacje u podstawy, aby umożliwić odpowiedni przepływ powietrza i utrzymać właściwą wentylację w systemie.
Przez dłuższy czas w różnych obudowach może dochodzić do kondensacji, szczególnie w wilgotnych warunkach. Aby złagodzić ten problem, można użyć środka osuszającego lub żelu krzemionkowego, który wymaga okresowej wymiany. Dodatkowo, wbudowanie czujnika wilgotności w obudowie umożliwia szybkie wykrycie podwyższonego poziomu wilgoci i zapewnia sygnał ostrzegawczy.
Połączenia kablowe
Aby prawidłowo skonfigurować Raspberry Pi, należy wykonać kilka połączeń - minimalnym wymaganiem jest kabel zasilający USB-C lub micro-USB, podczas gdy kabel Ethernet może być również niezbędny w zależności od tego, czy Wi-Fi jest używane. Biorąc pod uwagę konieczność przejścia przez otwory w obudowie dla tych kabli, kluczowe staje się podjęcie środków w celu ochrony ich przed potencjalnym uszkodzeniem przez wodę.
Wszystkie kable wchodzące do obudowy muszą być bezpiecznie uszczelnione za pomocą wodoszczelnych złączy, dławików kablowych lub szczeliwa silikonowego, aby zapobiec przedostawaniu się wilgoci, która mogłaby potencjalnie spowodować awarie elektryczne lub uszkodzenie wewnętrznych komponentów z powodu zwarć.
Aby efektywnie zarządzać kablami w obudowie, jednocześnie minimalizując bałagan, należy rozważyć zainstalowanie kilku organizerów kabli lub uchwytów. Ponadto, jeśli to możliwe, używaj wodoodpornych kabli, szczególnie w przypadku korzystania z odpornego na warunki atmosferyczne przedłużacza zasilania, który łączy się z pojedynczym adapterem PoE znajdującym się wewnątrz obudowy.
Wybierz odpowiednie źródło zasilania
Image Credit: deavmi/ Wikimedia Commons
Istnieje kilka alternatywnych metod dostarczania zasilania elektrycznego do Raspberry Pi w warunkach zewnętrznych, takich jak wykorzystanie Power-over-Ethernet, podłączenie za pomocą kabla USB, który pobiera energię z gniazdka ściennego, wykorzystanie przenośnego zestawu baterii lub wykorzystanie energii słonecznej poprzez konfigurację paneli słonecznych.
Akceptowalne rozwiązanie będzie wystarczające, pod warunkiem, że wykazuje niezawodność i jest zgodne z Twoimi wymaganiami. Chociaż system zasilany energią słoneczną może wiązać się z początkową inwestycją, stanowi on odpowiedzialny sposób na zapewnienie przyjazności dla środowiska i samowystarczalności w ramach przedsięwzięcia.
W celu utrzymania niezakłóconego źródła energii, wysoce zalecane jest zintegrowanie kontrolera zasilania lub zasilacza awaryjnego (UPS) w połączeniu z Raspberry Pi, ponieważ urządzenia te zostały zaprojektowane w celu zabezpieczenia przed nagłymi zmianami poziomów napięcia lub przerwami w zasilaniu.
Lokalizacja jest ważna
Wybór odpowiedniego miejsca dla zewnętrznej instalacji Raspberry Pi jest kluczowy. Wskazane jest, aby wybrać lokalizację, która oferuje pewien stopień cienia, aby zminimalizować prawdopodobieństwo przegrzania i nadmiernej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe, jednocześnie biorąc pod uwagę możliwość zalania lub zanurzenia w stojącej wodzie podczas ulewnych ulew, umieszczając urządzenie na większej wysokości.
Potencjalne akty wandalizmu lub kradzieży są wyraźną możliwością, szczególnie w przypadkach, gdy lokalizacja jest łatwo dostępna dla ogółu społeczeństwa. Aby ograniczyć to ryzyko, wskazane może być ukrycie sprzętu i komponentów drona lub alternatywnie wykorzystanie bezpiecznej, zamykanej obudowy, która może skutecznie powstrzymać potencjalnych intruzów lub złośliwe osoby przed próbą ingerencji w konfigurację.
Okresowa konserwacja
Regularna konserwacja ma kluczowe znaczenie dla wydłużenia żywotności i optymalizacji funkcjonalności zewnętrznego systemu Raspberry Pi i powinna być wykonywana z możliwie największą częstotliwością.
Okresowa inspekcja obudowy jest konieczna, aby wykryć wszelkie oznaki zużycia, przenikania wilgoci lub inwazji owadów lub innych szkodników. Regularne czyszczenie obudowy i utrzymywanie wentylacji poprzez usuwanie nagromadzonego brudu i zanieczyszczeń pomoże zachować odpowiedni przepływ powietrza i regulację temperatury w obudowie urządzenia.
Ważne jest, aby sprawdzić połączenia kablowe pod kątem wszelkich oznak rdzy, zużycia lub uszkodzeń, które mogą potencjalnie prowadzić do nieprawidłowego działania. W przypadku wykrycia jakichkolwiek problemów, należy natychmiast wymienić uszkodzone komponenty w celu utrzymania optymalnej wydajności i uniknięcia potencjalnych awarii.
Należy pamiętać o zabezpieczeniach przed awarią i nadmiarowości
Istotne jest, aby zdawać sobie sprawę, że pomimo wdrożenia odpowiednich zabezpieczeń, środowisko naturalne pozostaje z natury niepewne. W związku z tym kluczowe znaczenie ma włączenie mechanizmów nadmiarowości w celu ochrony danych i ograniczenia potencjalnych strat wynikających z poważnych awarii.
Jednym z możliwych rozwiązań zapewniających ciągłość działania systemu Raspberry Pi jest wdrożenie okresowego automatycznego tworzenia kopii zapasowych danych w chmurze. W przypadku, gdy urządzenie jest rozmieszczone w odległym obszarze, można rozważyć wykorzystanie mikrokontrolera, takiego jak PICO lub ESP32, do monitorowania jego stanu poprzez wysyłanie regularnych pingów i podnoszenie alertu w przypadku braku odpowiedzi w określonych ramach czasowych.
Ponadto, warto rozważyć włączenie dodatkowego źródła zasilania, aby zapewnić ciągłą pracę Raspberry Pi w przypadku, gdy główne źródło zostanie przerwane. Na przykład, jeśli twoje przedsięwzięcie opiera się na energii słonecznej, rozsądnie byłoby uwzględnić baterię rezerwową lub alternatywne źródło zasilania na okresy niesprzyjającej pogody.
Przygotuj Raspberry Pi do pracy w plenerze
Wykorzystanie Raspberry Pi w przedsięwzięciach plenerowych stwarza okazję do wszechstronności i innowacji, ale wymaga skrupulatnego planowania i wykonania, aby zapewnić pomyślne wdrożenie.
Wybór odpowiedniej obudowy, zabezpieczenie połączeń kablowych w odpowiedni sposób, identyfikacja odpowiedniego miejsca i przestrzeganie konsekwentnej konserwacji to kluczowe czynniki dla stworzenia solidnej i niezawodnej konfiguracji Raspberry Pi na zewnątrz. Chociaż projekty outdoorowe mogą wiązać się ze znacznymi wydatkami i stanowić ogromne przeszkody, często okazują się również niezwykle przyjemne.