Хоча існує чимало цікавих проєктів на базі Raspberry Pi, що успішно реалізуються в приміщеннях, деякі з них вимагають розміщення пристрою на відкритому повітрі. Це може бути обумовлено як специфікою самого проєкту, так і необхідністю досягнення оптимальних результатів.
Оскільки Raspberry Pi не був розроблений спеціально для використання в суворих умовах зовнішнього середовища, необхідно вжити певних заходів для забезпечення його довгої та надійної роботи на вулиці.
Причини для використання Raspberry Pi поза приміщенням
Розміщення Raspberry Pi на відкритому повітрі може бути надзвичайно корисним у різних ситуаціях, коли застосування традиційних внутрішніх рішень є неефективним або неможливим.
Серед причин для створення зовнішньої інсталяції Raspberry Pi можна виділити: моніторинг навколишнього середовища, спостереження, дослідження дикої природи, наукові експерименти, створення цифрових вивісок або просто використання в навчальних цілях.
Зокрема, деякі проєкти з моніторингу довкілля, як ті, що представлені в нашому переліку проєктів з датчиками Raspberry Pi, потребують розміщення Raspberry Pi на вулиці для отримання найбільш точних даних про погоду. Хоча самі зовнішні датчики можна встановити зовні, іноді зручніше розмістити всю систему на відкритому повітрі.
Проте, встановлення Raspberry Pi на вулиці пов’язане з деякими труднощами. Якщо ваш проєкт не вимагає цього, слід пам’ятати, що використання в приміщенні є більш економічним, довговічним, потребує менше обслуговування та є безпечнішим, ніж встановлення на вулиці.
Підготовка Raspberry Pi до експлуатації на вулиці
Ось шість основних кроків, які необхідно виконати, щоб ваш Raspberry Pi стабільно працював на відкритому повітрі.
1. Вибір відповідного корпусу
Першим і найважливішим кроком у підготовці Raspberry Pi до роботи на вулиці є вибір надійного корпусу. Він має забезпечувати максимальний захист пристрою від зовнішніх факторів, таких як тварини та погодні умови. Простими словами, ненадійний корпус не підходить для використання на відкритому повітрі.
Важливим критерієм при виборі корпусу є його водонепроникність. Якщо ви купуєте готовий корпус, обов’язково зверніть увагу на рейтинг IP (Ingress Protection), який вказує на рівень захисту від пилу, вологи та дощу. Для короткочасного використання на відкритому повітрі достатньо IP54, але для максимального захисту краще обирати корпус з рейтингом IP68.
Зверніть увагу на корпуси, які забезпечують захист від ультрафіолетового випромінювання, що запобігає негативним наслідкам тривалого впливу сонячного світла. Металеві корпуси сприяють пасивному охолодженню та відведенню тепла, оскільки температура навколишнього середовища постійно змінюється, а Raspberry Pi нагрівається під час роботи. Якщо ви використовуєте пластиковий корпус, він повинен мати невеликі отвори в нижній частині для забезпечення вентиляції.
З часом, конденсат стає поширеною проблемою для всіх типів корпусів, особливо у вологих умовах. Для боротьби з цим, можна використовувати осушувач або силікагель, який потрібно періодично замінювати. Крім того, встановлення датчика вологості всередині корпусу допоможе вам стежити за рівнем вологості.
2. Герметизація кабельних з’єднань
Для роботи вашої установки Raspberry Pi знадобляться певні підключення, як мінімум, кабель живлення USB-C або micro-USB, а також кабель Ethernet, якщо ви не використовуєте Wi-Fi. Оскільки для прокладання цих кабелів в корпусі потрібні отвори, необхідно забезпечити їх герметичність для захисту від проникнення води.
Усі кабельні з’єднання, що проходять в корпус, повинні бути належним чином герметизовані за допомогою водонепроникних роз’ємів, кабельних вводів або силіконового герметика. Це запобіжить потраплянню води всередину корпусу та уникне короткого замикання або пошкодження компонентів.
Для організації кабелів всередині корпусу можна використовувати кілька затискачів, щоб уникнути їх сплутування. Крім того, використовуйте водонепроникні кабелі, де це можливо, наприклад, водостійкий подовжувач, який підключається до адаптера Power-over-Ethernet (PoE) в корпусі.
3. Вибір відповідного джерела живлення
Автор зображення: deavmi/Wikimedia Commons
Існує кілька варіантів живлення Raspberry Pi на відкритому повітрі, включаючи Power-over-Ethernet, підключення через USB від мережі, портативний блок живлення або навіть сонячну панель.
Будь-який з цих варіантів підійде, якщо він надійний і відповідає вашим потребам. Встановлення сонячної панелі може бути дорогим, але це чудовий спосіб забезпечити автономну та екологічну роботу вашого проєкту.
Для забезпечення стабільного живлення, розгляньте можливість використання регулятора напруги або джерела безперебійного живлення (UPS), щоб захистити Raspberry Pi від різких коливань напруги або збоїв електропостачання.
4. Важливість правильного розташування
Вибір правильного місця для встановлення Raspberry Pi на вулиці є дуже важливим. Слід обрати затінене місце, щоб зменшити ризик перегріву та впливу прямих сонячних променів. Також слід звернути увагу на розміщення Raspberry Pi на піднесенні, щоб уникнути потрапляння води під час сильних дощів.
Можливі випадки вандалізму або крадіжки, особливо якщо установка знаходиться у вільному доступі. Для запобігання цьому, сховайте установку або використовуйте корпус із замком.
5. Періодичне технічне обслуговування
Регулярне технічне обслуговування є необхідним для забезпечення тривалої та ефективної роботи вашої зовнішньої установки Raspberry Pi. Його слід проводити якомога частіше.
Періодично перевіряйте корпус на наявність ознак зносу, пошкоджень водою або проникнення шкідників. Регулярно очищайте корпус та переконайтеся, що всі вентиляційні отвори вільні від пилу та бруду, щоб забезпечити належну циркуляцію повітря та охолодження.
Перевіряйте кабельні з’єднання на наявність ознак корозії або ослаблення. Усі пошкоджені кабелі або роз’єми слід негайно замінити, щоб запобігти виникненню несправностей.
6. Захист від збоїв та резервування
Важливо пам’ятати, що навіть після вжиття всіх необхідних заходів, зовнішнє середовище залишається непередбачуваним. Тому необхідно передбачити ряд заходів безпеки, щоб зберегти ваші дані та мінімізувати втрати у разі виникнення серйозних збоїв.
По-перше, налаштуйте Raspberry Pi на автоматичне періодичне резервне копіювання даних у хмару. Якщо пристрій встановлено у віддаленому місці, можна використовувати мікроконтролер, наприклад Pico або ESP32, який буде періодично перевіряти працездатність Raspberry Pi і сповіщати про проблеми, якщо пристрій перестане відповідати.
Також слід розглянути можливість використання резервного джерела живлення для забезпечення безперебійної роботи пристрою, у випадку відключення основного джерела. Наприклад, якщо ваш проєкт живиться від сонячної енергії, передбачте резервний акумулятор або додаткове джерело живлення на випадок похмурих днів.
Готуємо Raspberry Pi до роботи на вулиці
Використання Raspberry Pi на відкритому повітрі може бути корисним для багатьох проєктів, але це вимагає ретельної підготовки та планування.
Правильний вибір корпусу, герметизація кабельних з’єднань, вибір відповідного місця для встановлення та регулярне технічне обслуговування допоможуть забезпечити надійну та ефективну роботу вашого Raspberry Pi на вулиці. Проєкти на відкритому повітрі можуть бути складними та потребують додаткових витрат, але вони, як правило, приносять багато задоволення.