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使用树莓派追踪空气质量

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 当你到户外探险并深吸一口气时,你期望吸入的是大量新鲜空气,尤其是当你身处乡村的时候。但事实上,你很可能吸入的是来自泥土、灰尘、花粉孢子、各种气体甚至是铅的污染物,这些污染物充满你的肺部。不可否认的是,相当一部分空气可被认为是不健康的,所以能够通过轻轻一按开关,在外出活动时就能监测空气质量,这可能是个好消息。  屏幕以数字形式显示当前空气质量,并对该数字的含义作出解释。 阿尔诺夫·夏尔马(Arnov Sharma)制作了一款手持式空气质量检测仪,它使用连接到气体传感器的树莓派Pico 2来显示一系列有害物的当前浓度水平。“我制作空气质量检测仪的初衷是测量我所在城市的空气污染程度,” 他解释道,“因为我居住的新德里刚刚出现了一个空气质量问题,所以我觉得尝试开发一个项目来测量污染程度会是个好主意。” 德里最近遭受了创纪录的污染,2024年11月空气质量指数(AQI)高达1500。如此严重的有毒空气导致雾霾笼罩该地区,其污染程度是世界卫生组织认定的适宜呼吸水平的15倍。情况非常糟糕,学校暂时停课,建筑施工停工,航班也受到了影响。 此外,自那以后空气质量也没有大幅改善,2025年1月的空气质量指数显示,空气仍然很差,尽管数值降至262。 化身 “侦探” 通过他的项目,阿尔诺夫试图检测空气中的二氧化碳、烟雾、苯、酒精、氮氧化物和氨。这样一来,他最终制作出的设备能够显示由化石燃料、木材和煤炭不完全燃烧产生的气体浓度水平,以及一些由车辆排放和危险废物处理场所释放的气体浓度。对氨的检测可以反映出牲畜粪便、腐烂有机物以及化肥生产的量。阿尔诺夫说,这有助于全面了解任何特定地点的空气质量。 所以,虽然阿尔诺夫的检测仪还不能完全等同于空气质量指数评估(空气质量指数评估还包括对PM2.5和PM10这类颗粒物,以及氧气、二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳的评估),但它仍然非常有用。此外,他在设计检测仪时还考虑到要使其成本低廉,这意味着这个开源项目应该能被很多人所采用。这也影响了他对组件的选择。  为了测试这个装置,阿尔诺夫使用了一块面包板,简单地将传感器和树莓派Pico 2连接了起来。 “我用了MQ135传感器,发现它在污染控制、环境监测以及检测空气质量方面用途极为广泛,” 阿尔诺夫谈到这个售价不到10英镑(10美元)的模块时说道,“在各种我需要监测周围空气质量的项目中,...

运行在树莓派上的软盘存档器

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 大卫·克鲁克斯在我们官方杂志的第150期发现,格雷厄姆·胡利将一台旧的软盘复制机改造成了一台存档机器,这台机器能轻松完成旧文件的保存工作。 正如许多计算机档案管理员会证实的那样,软盘并非可以永久保存。尽管有些软盘的保存状况会比其他的好一些,但磁性存储介质通常会随着时间推移而退化,而且如果保存不当,软盘也可能因沾上污垢和灰尘而损坏。为了保留数据,尽快将软盘上的数据存档到其他存储介质格式上至关重要。问题在于,存档可能是一个繁琐、冗长的过程——除非你手头有一台创新设备。  制作者兼开发者格雷厄姆·胡利(Graham Hooley)就打造了这样一款工具——一台能让一堆3.5英寸软盘堆叠起来,然后自动逐张读取的机器。该设备使用了现有软盘复制机的部件,还配备了一块树莓派3(Raspberry Pi 3)。它能将软盘镜像备份到USB闪存盘上。不仅如此,树莓派摄像头模块2(Raspberry Pi Camera Module 2)还会给这些软盘拍照,所拍照片也会被存档。对于一个因一系列幸运事件而诞生的项目来说,成果相当不错。 “我是一个名为‘柏林创造者’(Berlin Creators)的创客空间的成员,我们有一个WhatsApp群聊,” 格雷厄姆解释道,“其中一名成员说他哥哥的地窖里有两台3.5英寸软盘复制机,他想知道在这些机器被送去回收处理之前,有没有人想要。我说我要了,所以在我们下一次的阿米加(Amiga)聚会时,他把机器送到了创客空间。起初我根本不知道该拿它们怎么办,但大约两周后,我突然有了灵感。” 关键在于“油脂”(Grease) 格雷厄姆一直在测试这些设备,他成功让其中一台运行起来,并能接收来自他电脑的串行命令。随后他想起曾在YouTube上看过谢尔比·朱登(Shelby Jeuden,也被称为“科技杂谈”(Tech Tangents))制作的一个关于Kryoflux和Greaseweazle这两款用于保存软盘软件的解决方案的视频。 Kryoflux由软件保护协会(Software Preservation Society)开发,而Greaseweazle由基尔·弗雷泽(Keir Fraser)设计,它们都是小巧的设备,安装在软盘驱动器和计算机之间,能够从软盘中读取信息。通过使用软件,它们可以从驱动器中提取原始磁通转换数据,并生成二进制镜像文件,从而...

如何搭建树莓派集群

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 为什么要搭建一个物理集群呢?如今,你可以登录亚马逊、Digital Ocean 或其他任何云服务提供商的平台,在几秒钟内就能创建一台虚拟机。但云服务器不过是别人的计算机:树莓派集群是一个低成本且用途广泛的系统,可用于各类与集群计算相关的技术,而且你能完全掌控构成它的设备。从零开始搭建某些东西,能让你学到在别处学不到的知识。  我们要构建的内容 集群接线图 我们要组建一个由八个节点组成的集群,并将其连接到一台可管理交换机上。其中一个节点将作为所谓的“头”节点:该节点会通过一个USB3以太网转接器,额外配备一条千兆以太网连接到局域网/广域网,同时通过一个USB3转SATA连接器挂载一块1TB的外置固态硬盘。头节点将像平常一样从SD卡启动,而其他七个节点——“计算”节点——将配置为网络启动,头节点充当启动服务器,操作系统镜像则存储在外置磁盘上。除了作为网络启动卷,这块1TB的磁盘还将设置一个临时分区,共享给集群中的所有计算节点。我们的八块树莓派主板都将安装树莓派PoE+ HAT(以太网供电扩展板)。这意味着,由于我们使用的是支持PoE+的交换机,因此每个节点只需连接一根以太网线缆,无需单独的USB集线器为其供电。  所需材料 物品清单 8个树莓派4 8个树莓派PoE+ HAT(以太网供电扩展板) 8口千兆PoE交换机 USB 3转千兆以太网适配器 USB 3转SATA适配器 SATA接口固态硬盘 8根以太网线缆 16GB SD卡 集群机箱 组建一个树莓派集群(有时也称为“荆棘丛”)所需的零件清单可长可短,这取决于你打算构建的集群的规模和类型。所以在开始订购组建集群的零件之前,先想好你希望集群实现什么功能,这一点很重要。以上清单是我们组建8个树莓派的集群所用到的,但你的需求很可能有所不同。 你需要一整套树莓派电脑,如果打算像我们一样通过以太网供电(PoE),那你就需要相应数量的树莓派PoE+ HAT扩展板和一台合适的PoE+交换机。除此之外,你还需要一张Micro SD卡、一些以太网线缆、一个USB转以太网适配器、一根USB转SATA转接线以及一块大小合适的固态硬盘,另外还需要某种机箱,在购买完所有组件后将它们组装进去。机箱既可以是定制设计的“集群机箱”,或者根据你构建集群后打算用它做什么,也可以选择某种可安装在机架上的机箱。 不过,在选择组件...