Estación meteorológica solar DIY con Raspberry Pi

Esta guía describe cómo construir una estación meteorológica ligera, alimentada por energía solar, usando una Raspberry Pi y sensores económicos. El sistema registra temperatura, presión, humedad y puede ampliarse a velocidad/dirección del viento, UV e insolación.

Paso 1: Descripción del hardware

• Raspberry Pi A+ (cualquier modelo de Pi funciona)
• Sensor de temperatura/presión Bosch BMP180
• Sensor de temperatura/humedad HTU21D
• Adaptador inalámbrico
• Tarjeta Micro‑SD
• Panel solar de 10 W (3 × módulos de 3.5 W)
• Batería 7.2 Ah 12 V
• Controlador de carga solar 12 V
• Regulador 5 V (7805)
• Cableado y conectores varios (ej. cable telefónico de 4 hilos)

Paso 2: Configuración básica

Instale Raspbian en una tarjeta SD fresca. Puede descargar la imagen más reciente de Descargas Raspberry Pi. Si tiene una tarjeta preconfigurada, simplemente clone la imagen a una nueva.

Para una guía de inicio rápido, vea Guía de inicio rápido Raspberry Pi. Si prefiere conectividad inalámbrica, siga las instrucciones en Configuración inalámbrica.

Habilite I²C en la Pi usando el tutorial de Adafruit: Configuración de I²C.

Paso 3: Instalación de software requerido

Todo el software se instala vía línea de comandos. Para el sensor BMP180, instale la librería de Adafruit desde Tutorial Adafruit BMP085.

Para leer el HTU21D, descargue e instale la librería Pigpio desde Descargas Pigpio. Tras la instalación, asegúrese de que Pigpio inicie automáticamente al arrancar añadiendo sudo pigpiod a /etc/rc.local.

Paso 4: Cableado de los sensores

El BMP180 y HTU21D son dispositivos I²C. Conéctelos a los pines 3.3 V, GND, SDA y SCL de la Pi. Un cable de 4 hilos (ej. cable telefónico) es conveniente para ambos sensores.

Cada sensor tiene una dirección I²C única, permitiendo múltiples dispositivos en el mismo bus.

Paso 5: Programa principal

El script principal es temp-monitor.py (o el actualizado temp-monitor-online.py). Se ejecuta al arranque y sube datos a Weather Underground cada dos minutos.

Extracto de código de muestra:

import Adafruit_BMP.BMP085 as BMP085
import smbus
import os
import sys
import getopt
import sqlite3
import math
import pigpio
import time
# Funciones para leer temperatura y humedad
# (implementación según hojas de datos de sensores)
# Comando de subida
cmd = (
  "curl 'https://weatherstation.wunderground.com/weatherstation/updateweatherstation.php?"
  "ID=YOUR_ID&PASSWORD=YOUR_PASSWORD&dateutc=now&tempf=" + str((temp * 1.8) + 32) +
  "&humidity=" + str(round(humidity, 2)) +
  "&baromin=" + str((pressure / 100) * 0.0295299) +
  "&action=updateraw'"
)
# Ejecutar script al arranque
# Añada la siguiente línea a /etc/rc.local:
# sudo python /usr/lib/cgi-bin/temp-monitor.py &

Reemplace YOUR_ID y YOUR_PASSWORD con credenciales de su cuenta Weather Underground. El & al final asegura que el script se ejecute en segundo plano.

Paso 6: Configuración de energía solar

Para despliegue autónomo en exteriores, use tres módulos de 3.5 W en serie para producir 18 V, adecuado para un sistema solar de 12 V. Conecte la salida a la batería de 12 V a través del controlador de carga, luego alimente la Pi a través de un regulador de 5 V.

Aunque un panel de 10 W y batería de 7.2 Ah puedan parecer generosos para una Pi, proporcionan varios días de operación durante los períodos nublados de Irlanda.

Para diagramas de cableado detallados y especificaciones de componentes, consulte las notas del proyecto original.

Recursos adicionales

• Hoja de datos BMP180: BMP180 Datasheet
• Hoja de datos HTU21D: HTU21D Datasheet