虽然树莓派（Raspberry Pi）在室内能完成很多项目，但有些项目为了达到最佳效果，或者因为项目本身的特性，需要将树莓派暴露在户外自然环境中。
由于树莓派本身的设计并非专门为承受恶劣的户外条件而设，因此您必须采取一定的防护措施，以确保您的树莓派在户外能够尽可能长时间地正常运行。
为什么你可能需要一个户外树莓派设置
在传统室内环境无法满足或者不方便操作的情况下，户外树莓派设置就显得非常实用。
建立户外树莓派设置的一些常见原因包括环境监测、安全监控、野生动物观察、科学研究、数字标牌展示，甚至仅仅是为了获得学习体验。
某些环境监测项目，例如我们之前介绍的树莓派传感器项目，为了获得最精准的天气数据，要求将树莓派放置在室外。虽然外部传感器可以单独放置在室外，但将整个设备安装在户外可能会更加便捷。
然而，在户外架设树莓派也会面临一些复杂的问题。除非您的项目有特殊需求，否则请记住，与户外设置相比，室内设置成本更低、寿命更长、维护更少且更加安全。
为户外环境准备你的树莓派
为了确保您的树莓派在户外环境中能够正常工作，需要采取以下六个关键步骤。
1. 选择合适的保护外壳
为树莓派选择一个合适的外壳是首要且至关重要的一步。 这个外壳应能为树莓派提供最大的保护，使其免受动物侵害和恶劣天气的损害。 换句话说，脆弱的外壳不适合户外使用。
防水性能是选择外壳时必须考虑的重要因素。如果您购买的是现成的外壳，请务必查看其IP（防护等级）评级，该评级决定了外壳的防尘、防潮和防雨能力。IP54或更高的等级通常足以满足短期户外使用的需求，但为了获得最佳保护，应选择IP68等级的外壳。
同时，要选择具备防紫外线功能的外壳，以防止长时间暴露在阳光下造成损害。 当室外温度波动，并且树莓派本身在高负载下发热时，金属外壳可以提供被动冷却并有助于散热。 此外，塑料外壳的底部应留有小孔以确保通风。
随着时间的推移，冷凝是各类外壳的常见问题，尤其是在潮湿的天气中。不过，您可以使用定期更换的干燥剂或硅胶来缓解这个问题。此外，您还可以在外壳中放置一个湿度传感器，以便在湿度过高时发出警报。
2. 密封电缆连接
您的树莓派设备需要一些连接，至少包括一根USB-C或micro-USB电源线，如果未使用Wi-Fi，还需要一根以太网线。 由于需要在外壳上开孔来穿过这些电缆，因此必须确保这些连接处不会进水。
所有进入外壳的电缆连接都应使用防水连接器、电缆密封套或硅酮密封胶正确密封。 这将有效防止水渗入外壳，从而避免电气短路或组件损坏。
您可以在外壳内安装一些夹子，以便整理电缆并防止电线缠绕。此外，尽可能使用防水电缆，例如连接到外壳中单个以太网供电（PoE）适配器的防水延长线。
3. 选择合适的电源
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为户外树莓派供电的方式有很多种，包括但不限于以太网供电、USB电源、便携式移动电源，甚至是太阳能电池板系统。
任何选择都是可行的，只要它可靠且适合您的具体情况即可。 太阳能供电系统可能成本较高，但它是确保项目可持续性和独立于电网的好方法。
为了保证持续供电，请考虑使用电源调节器或不间断电源（UPS），以保护树莓派免受突然的电压波动或断电的影响。
4. 位置的选择至关重要
为您的户外树莓派设置选择合适的位置非常重要。 最好选择阴凉处，以降低过热和长时间紫外线照射的风险。同时，也应该考虑将树莓派放置在较高的位置，以避免在大雨期间被水淹没。
潜在的破坏或盗窃也是一个需要考虑的问题，特别是当设备放置在公共区域时。 可以考虑隐藏设备，或使用可锁定的外壳来阻止潜在的盗贼。
5. 定期维护
定期维护对于确保户外树莓派设置的寿命和最佳性能至关重要，并且应该尽可能频繁地进行维护。
您应该定期检查外壳是否有磨损、水渍或虫害侵入的迹象。 经常清洁外壳，确保任何通风口或孔洞没有灰尘和碎屑，以保持适当的气流和冷却效果。
同时检查电缆连接处是否有腐蚀或松动的迹象。 任何损坏的电缆或连接器都应立即更换，以防止发生故障。
6. 务必考虑故障保护和冗余
即使采取了所有必要的预防措施，户外仍然是一个不可预测的地方。 因此，采取一些故障保护措施来保护数据，并最大程度地减少灾难性故障造成的损失非常重要。
首先，您可以设置树莓派定期将其数据自动备份到云端。 如果您的设备安装在偏远地区，可以使用微控制器（例如Pico或ESP32）定期对树莓派执行ping操作，并在其停止响应时发出警报。
此外，请考虑添加备用电源，以便在主电源中断时保持树莓派运行。 例如，如果您的项目由太阳能供电，则应该配备备用电池或阴天时的辅助电源。
为户外活动准备好你的树莓派
树莓派设备在许多户外项目中都非常有用，但这同时也是一项需要仔细考虑和充分准备的任务。
通过选择合适的保护外壳、密封电缆连接、找到合适的位置并进行定期维护，您可以确保您的户外树莓派设置稳定可靠。 户外项目可能比较昂贵，也具有挑战性，但它们往往也充满乐趣。