1
2

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

ラズパイZeroで作るウエザーステーション

Last updated at Posted at 2024-02-10

ラズパイZeroが1台余っていることから、ウエザーステーションを作ってみました。

機材

  • ラズパイZero

  • 液晶モジュール

  • 電源アダプタ

    • LCD表示の関係で、DC5V 2.5A以上のものが必要です。今回は3Aのアダプタを利用しました。
  • SDカード 8GB

構築手順

ラズパイOSの準備と初期設定

以下のサイトからOS imagerをダウンロードして、SDカードにOSイメージをロードします。
Raspberry Pi OS

機種を選択後、OS画面では、以下のLegacy 32bit版を選択します。
キャプションを入力できます

OSのカスタマイズでは、パスワードや、wifiやSSHの有効化などを設定しました。

HDMIやキーボードは接続せずに、ZeroとLCDを接続してからZeroの電源を入れます。
PCからTeraTermでSSH接続を行います。

キャプションを入力できます

キャプションを入力できます

キャプションを入力できます

無事接続できたら、OS/LCD周りの各種初期設定を実施します。


#まずはアップデートを行います。
sudo apt-get update -y && sudo apt-get upgrade -y
# WaveshareのLCD設定です。
git clone https://github.com/waveshare/LCD-show.git
cd LCD-show/
chmod +x LCD35-show
 ./LCD35-show
# この再起動後にLCD画面表示するはずですが、なぜか表示されず。以下を実行して再起動したところ表示されました。
./LCD35-show lite

キャプションを入力できます

Xの画面がLCDに表示されましたが、今回はXは不要なので、起動時にXが起動しないように設定を変更します。

sudo raspi-config

を実行して、以下の要領で設定を変更します。

1 System Optionを選択
キャプションを入力できます
S5 Boot/Auto Loginを選択
キャプションを入力できます
B1 Consoleを選択します。
キャプションを入力できます
再起動を求められるので再起動します。

キャプションを入力できます

再起動後は、LCDにはコンソール画面が表示されました。

キャプションを入力できます

この後必要になるので、日本語ロケールの追加を行います。

sudo raspi-config

を実行して、以下の要領で設定を変更します。

キャプションを入力できます

キャプションを入力できます

キャプションを入力できます
最後の選択肢は、このままでOKをおします。

キャプションを入力できます

日本語フォント(GoogleのNotoSansフォント)もインストールします。

wget -O NotoSansCJKjp-hinted.zip https://noto-website-2.storage.googleapis.com/pkgs/NotoSansCJKjp-hinted.zip
unzip -d NotoSansCJKjp-hinted NotoSansCJKjp-hinted.zip
sudo mkdir -p /usr/share/fonts/opentype
sudo mv -fv ./NotoSansCJKjp-hinted /usr/share/fonts/opentype/note
rm -rfv NotoSansCJKjp-hinted.zip

wget -O NotoSerifCJKjp-hinted.zip wget https://noto-website-2.storage.googleapis.com/pkgs/NotoSerifCJKjp-hinted.zip
unzip -d NotoSerifCJKjp-hinted NotoSerifCJKjp-hinted.zip
sudo mv -fv ./NotoSerifCJKjp-hinted /usr/share/fonts/opentype/note
rm -rfv NotoSerifCJKjp-hinted.zip

sudo fc-cache -fv

既定ではWifiのパワーセーブがonになっており、一定時間時間がたつと通信ができなくなるようです。パワーセーブをoffにします。
ネットの情報を元に、以下設定を行います。
以下コマンド実行

sudo nano /etc/dhcpcd.exit-hook

こちらの内容を張り付けて保存し、終了、再起動します。

[ -n ${disable_pm} ] || return 0
 
if [ “${interface}” = “wlan0” ]; then
        case ${reason} in
                CARRIER | NOCARRIER)  iwconfig ${interface} power off ;;
                STOP | STOPPED) iwconfig ${interface} power on ;;
        esac
fi

ウエザーステーションソフトの導入と設定

基本的にWeatherPiページに記載の通りです。

# 必要なモジュールのインストール
sudo apt-get install rng-tools gettext -y
sudo apt-get install python3-pygame python3-pillow -y

# 本体のコピーと初期設定
git clone https://github.com/miyaichi/WeatherPi.git
cd WeatherPi
sudo cp WeatherPi_Service.sh /etc/init.d/WeatherPi
sudo chmod +x /etc/init.d/WeatherPi
sudo chmod +x WeatherPi.py
sudo systemctl enable WeatherPi
sudo chown -v root:root /usr/bin/python3
sudo chmod -v u+s /usr/bin/python3

この後config.jsonを作成します。

nano config.json

私のconfig.jsonは以下です。
openweather appidは事前に取得しておく必要があります。
addressと、緯度、経度はご自身の情報を入れましょう。

{
  "openweather_appid": "入手したappidをここに張り付ける",
  "google_api_key": "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx",

  "address": "<市区町村を記載>",
  "latitude": 緯度を数字で入力,
  "longitude": 経度を数字で入力,

  "locale": "ja_JP.UTF-8",
  "units": "metric",

  "SDL_FBDEV": "/dev/fb1",
  "display": [480, 320],
  "fonts": {
    "name": "Noto Sans Mono CJK JP",
    "size": {
      "large": 32,
      "medium": 24,
      "small": 17
    }
  },

  "modules": [
    {
      "module": "Alerts",
      "config": {
        "rect": [0, 0, 480, 20]
      }
    },
    {
      "module": "Weather",
      "config": {
        "rect": [0, 20, 410, 120]
      }
    },
    {
      "module": "WeatherForecast",
      "config": {
        "rect": [0, 120, 480, 90],
        "forecast_days": 6
      }
    },
    {
      "module": "SunriseSuset",
      "config": {
        "rect": [0, 220, 80, 80]
      }
    },
    {
      "module": "MoonPhase",
      "config": {
        "rect": [80, 220, 80, 80]
      }
    },
    {
      "module": "Wind",
      "config": {
        "rect": [160, 220, 80, 80]
      }
    },
    {
      "module": "Clock",
      "config": {
        "rect": [320, 220, 160, 60]
      }
    },
    {
      "module": "Location",
      "config": {
        "rect": [320, 280, 160, 20]
      }
    }
  ]
}

動作状況

自動でサービス起動するようになっているので、再起動を行うと起動後にこのように画面表示がされます。

キャプションを入力できます

天気のアイコンを以下のサイトから入手して変更してみました。
OpenWeahther

キャプションを入力できます

無線LANのパワーセーブのタイミングとバッティングするのか、起動直後にwaiting dataで天気情報が表示されないことがありました。
一旦以下ファイルを開き

sudo nano /etc/init.d/WeatherPi

変更前

do_start () {
    log_daemon_msg "Starting system $DAEMON_NAME daemon"
    start-stop-daemon --start --background --pidfile ${PIDFILE} --make-pidfile --user ${DAEMON_USER} --chuid ${DAEMON_USER} --startas ${DAEMON} -- ${DAEMON_OPTS}
    log_end_msg $?
}

変更後(Sleepを入れました)

do_start () {
    sleep 20
    log_daemon_msg "Starting system $DAEMON_NAME daemon"
    start-stop-daemon --start --background --pidfile ${PIDFILE} --make-pidfile --user ${DAEMON_USER} --chuid ${DAEMON_USER} --startas ${DAEMON} -- ${DAEMON_OPTS}
    log_end_msg $?
}

として様子を見ています。

2024/9/14
OpenWeatherMapのAPI 2.5が廃止になり、3.0を利用することにしました。
WeatherPi.pyの以下を変更することで対応できました。

変更前

        resopnse = requests.get(
            "https://api.openweathermap.org/data/2.5/onecall" +
            "?appid={}&lat={}&lon={}&lang={}&units={}".format(
                appid, latitude, longitude, language, units))

変更後

        resopnse = requests.get(
            "https://api.openweathermap.org/data/3.0/onecall" +
            "?appid={}&lat={}&lon={}&lang={}&units={}".format(
                appid, latitude, longitude, language, units))

2024/12/15
電源スイッチを付けました。

sudo nano /boot/config.txt

以下を張り付けることで、5秒間のボタン長押しでシャットダウンします。電源落とすときにSSHでつながなくてよいので便利です。

dtoverlay=gpio-shutdown,debounce=5000

参考リンク

こちらが、元祖のウエザーステーションソフトウエアです。
WeatherPi_TFT

こちらは、上記のフォークで独自に改良をされた方の物です。日本語対応もされているので、今回はこちらを利用致しました。
WeatherPi

日本語フォントのインストール方法
ゴシックも明朝もラズパイのフォントはNoto CJK jpでスッキリ統一!

無線LANのパワーセーブ無効化
PC​/RaspberryPi​/Linuxを動かしてみる​/オンボードWiFiが切れないようにする

RaspberryPiにshutdownボタンを付けよう
https://monomonotech.jp/kurage/raspberrypi/shutdown_button.html

最後に

一旦はフリーで公開されているウエザーステーションを利用させていただき、動作確認もかねて構築しました。
今後の予定としては、BLEセンサーからのIoTデータ取り込み(&クラウドへのゲートウエイー)と表示機能を持たせる予定です。

1
2
0

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
1
2

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?