Ačkoli existuje spousta projektů s Raspberry Pi, které lze realizovat uvnitř, některé z nich vyžadují, aby vaše Raspberry Pi bylo vystaveno vnějším vlivům. Důvodem může být dosažení optimálních výsledků, nebo samotná povaha projektu to vyžaduje.
Raspberry Pi samo o sobě není koncipováno jako odolné vůči drsným venkovním podmínkám. Proto je nutné přijmout jistá opatření, která zajistí jeho funkčnost po co nejdelší dobu.
Důvody pro venkovní instalaci Raspberry Pi
Venkovní instalace Raspberry Pi může být velmi užitečná v situacích, kde standardní vnitřní řešení nejsou dostatečná nebo praktická.
Mezi příklady venkovního využití patří například monitorování životního prostředí, bezpečnostní dohled, sledování volně žijících živočichů, vědecký výzkum, digitální reklamní plochy, nebo i samotný proces učení.
Některé projekty zaměřené na monitoring životního prostředí, podobné těm z našeho seznamu projektů s Raspberry Pi senzory, vyžadují umístění zařízení venku pro získání co nejpřesnějších meteorologických dat. I když lze venkovní senzory instalovat samostatně, kompletní venkovní nastavení může být v některých případech výhodnější.
Venkovní instalace Raspberry Pi však s sebou nese jisté komplikace. Pokud váš projekt výslovně nevyžaduje venkovní provedení, měli byste vzít v úvahu, že vnitřní řešení je levnější, má delší životnost, vyžaduje méně údržby a je bezpečnější než venkovní.
Příprava Raspberry Pi pro venkovní použití
Zde je šest kroků, které byste měli provést pro zajištění funkčnosti vašeho Raspberry Pi i v náročných venkovních podmínkách.
1. Výběr vhodného krytu
Prvním a nejdůležitějším krokem je výběr vhodného ochranného krytu. Ten by měl poskytovat maximální ochranu před zvířaty i nepřízní počasí. Zkrátka, obyčejná krabička pro venkovní použití nestačí.
Při výběru pouzdra je klíčová vodotěsnost. Pokud kupujete kryt, zkontrolujte stupeň krytí IP (Ingress Protection), který udává, jak dobře chrání před prachem, vlhkostí a deštěm. Pro krátkodobé venkovní použití je dostatečné krytí od IP54, pro maximální ochranu byste ale měli hledat kryt s krytím IP68.
Důležitá je i ochrana proti UV záření, která zabraňuje poškození dlouhodobým slunečním zářením. Kovové pouzdro nabízí pasivní chlazení a pomáhá odvádět teplo, protože venkovní teploty kolísají a samotné Raspberry Pi se při zátěži zahřívá. Plastové pouzdro by mělo mít na spodní straně malé otvory pro ventilaci.
Kondenzace je častý problém u všech typů pouzder, zejména ve vlhkém počasí. Tomu se dá čelit použitím vysoušedla/silikagelu, který se pravidelně vyměňuje. Do krytu můžete také umístit senzor vlhkosti, který vás upozorní, pokud vlhkost stoupne příliš vysoko.
2. Utěsnění kabelových spojů
Vaše Raspberry Pi bude vyžadovat několik připojení – minimálně napájecí USB-C nebo micro-USB kabel a ethernetový kabel, pokud nepoužíváte Wi-Fi. Jelikož otvory pro kabely musí vést přes kryt, je důležité zajistit, aby byly chráněny proti vniknutí vody.
Všechny kabelové spoje vedoucí do pouzdra by měly být řádně utěsněny vodotěsnými konektory, kabelovými průchodkami nebo silikonovým tmelem. Zabráníte tak proniknutí vody do krytu a vzniku zkratu nebo poškození komponent.
Dovnitř pouzdra můžete nainstalovat svorky pro uspořádání kabelů a zabránění zamotání. Používejte vodotěsné kabely, kde je to možné, například vodotěsný prodlužovací kabel vedoucí k jedinému adaptéru Power-over-Ethernet (PoE) v krytu.
3. Výběr vhodného zdroje napájení
Pro napájení Raspberry Pi venku existuje několik možností, včetně Power-over-Ethernet, USB připojení ze sítě, přenosné powerbanky nebo dokonce solárního systému.
Každá z těchto možností je v pořádku, pokud je spolehlivá a vhodná pro vaši situaci. Solární napájení může být drahé, ale je to skvělý způsob, jak zajistit udržitelnost a nezávislost na síti ve vašem projektu.
Pro zajištění nepřetržitého napájení zvažte začlenění regulátoru napájení nebo nepřerušitelného zdroje napájení (UPS), které ochrání Raspberry Pi před náhlými výkyvy napětí nebo výpadky proudu.
4. Důležitost umístění
Výběr správného umístění pro venkovní instalaci Raspberry Pi je velmi důležitý. Měli byste zvolit stinné místo, abyste snížili riziko přehřátí a dlouhodobého vystavení UV záření. Zvažte také umístění Raspberry Pi do vyvýšené polohy, abyste zabránili zatopení při silném dešti.
Možný je také vandalismus nebo krádež, zejména pokud se zařízení nachází na veřejně přístupném místě. Skryjte instalaci nebo použijte uzamykatelný kryt, abyste odradili případné zloděje.
5. Pravidelná údržba
Pravidelná údržba je nezbytná pro zajištění dlouhé životnosti a optimálního výkonu venkovního Raspberry Pi a měla by být prováděna co nejčastěji.
Pravidelně kontrolujte kryt, zda nevykazuje známky opotřebení, poškození vodou nebo proniknutí škůdců. Často ho čistěte a ujistěte se, že všechny ventilační otvory/průduchy jsou bez prachu a nečistot pro zajištění správného proudění vzduchu a chlazení.
Pravidelně kontrolujte kabelové spoje, zda nevykazují známky koroze nebo uvolnění. Veškeré poškozené kabely nebo konektory by měly být okamžitě vyměněny, aby se předešlo poruchám.
6. Zabezpečení proti selhání a redundance
Měli byste si uvědomit, že i přes všechna bezpečnostní opatření je venkovní prostředí stále nepředvídatelné. Z tohoto důvodu je důležité zahrnout opatření, která ochrání vaše data a minimalizují ztráty v případě vážného selhání.
Pro začátek můžete nastavit pravidelné zálohování dat z Raspberry Pi do cloudu. Pokud je instalace na odlehlém místě, můžete nechat Raspberry Pi v pravidelných intervalech „pingovat“ mikrokontroler, jako je Pico nebo ESP32. Pokud přestane reagovat, spustí se alarm.
Zvažte také přidání záložního zdroje, který udrží zařízení v chodu v případě odpojení primárního zdroje. Například pokud je projekt napájen solární energií, měl by mít záložní baterii nebo sekundární zdroj energie pro zatažené dny.
Příprava Raspberry Pi pro venkovní použití
Venkovní instalace Raspberry Pi může být užitečná pro mnoho projektů, ale vyžaduje pečlivé zvážení a přípravu.
Výběrem vhodného pouzdra, utěsněním kabelových spojů, výběrem správného umístění a pravidelnou údržbou zajistíte robustní a spolehlivé venkovní nastavení Raspberry Pi. Venkovní projekty mohou být nákladné a náročné, ale také velmi zábavné.