Construcción de una estación meteorológica exterior con Raspberry Pi 2 y ADS‑WS1

En Bloominglabs, nuestra reciente adquisición de una estación meteorológica ADS‑WS1 –una unidad con salida serie– motivó un proyecto para poner los datos en línea usando una Raspberry Pi 2. La estación captura dirección y velocidad del viento, lluvia, temperatura y humedad. La Pi, alimentada mediante PoE y alojada en una caja estanca en el mástil, lee el flujo serie y publica los datos en la red.

Paso 1: Lista de componentes

• 1) Estación meteorológica ADS‑WS1 (cualquier estación con salida serie sirve)
• 2) Raspberry Pi (cualquier modelo; usamos Pi 2)
• 3) Adaptador serie-a-USB (p. ej., FTDI)
• 4) Cable serie con al menos un conector DB9 hembra
• 5) Cable Ethernet lo suficientemente largo para alcanzar la estación
• 6) Fuente de alimentación 5 V, 1–2 A
• 7) Caja a prueba de intemperie
• 8) (Opcional) Supresor de sobretensiones Ethernet
• 9) (Opcional) Inyectores/adaptadores Power‑Over‑Ethernet (PoE)

La ADS‑WS1 consume solo 50 mA, por lo que puede alimentarse directamente desde la Pi o desde la misma fuente. Para documentación adicional, visite el wiki de Argent Data.

Paso 2: Instalar un SO en la Raspberry Pi 2

Cualquier SO compatible con Raspberry Pi funciona; usamos Raspbian 7.1 en una tarjeta SD de 8 GB. Siga la guía oficial de instalación para flashear la imagen, insertar la tarjeta y encender. Una pantalla HDMI local y un teclado USB son útiles para la configuración inicial. Raspbian suele obtener IP por DHCP, pero para un dispositivo montado en un poste recomendamos una dirección estática.

Tras el arranque, conecte el adaptador USB-a-serie. Raspbian lo detectará automáticamente como /dev/ttyUSB0. Verifique con ls /dev/ttyUSB* o lsusb.

[email protected] ~ $ ls /dev/ttyUSB*
/dev/ttyUSB0

[email protected] ~ $ lsusb
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp.
Bus 001 Device 005: ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd FT232 USB-Serial (UART) IC

Configure una IP estática editando /etc/network/interfaces:

iface eth0 inet static
address 192.168.x.x
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.x.x

Instale paquetes requeridos:

sudo apt-get install apache2 wget minicom weewx

Descargue el script auxiliar weather.sh para pruebas:

wget -O weather.sh "https://server1.nuge.com/~weather/software/weather-…"

Si esa URL falla, obtenga la última versión desde aquí. Añada el usuario Pi al grupo dialout para acceder al puerto serie: sudo usermod -a -G dialout pi.

Paso 3: Instalar y configurar weewx

Weewx sondea el puerto serie, analiza datos de varias estaciones meteorológicas y sirve una interfaz web con gráficas. Edite /etc/weewx/weewx.conf para reflejar los detalles de su estación. El archivo está auto-documentado; modifique location, WEEWX_ROOT y otros ajustes según necesite.

Habilite inicio automático al arranque:

sudo update-rc.d apache2 defaults 99 2
sudo update-rc.d weewx defaults 99 2

Ahora la Pi lanzará Apache y weewx cada vez que se encienda.

Paso 4: Cableado del cable serie y alimentación

Solo se requieren tres hilos de datos y dos de alimentación. Use los pines DB9 2 (TX), 3 (RX) y 5 (GND) para conectar al header serie de la estación. Pele la cubierta exterior y los hilos internos (¼″). Verifique la correspondencia de pines con un multímetro.

Alimente la estación con una fuente de 5 V – ya sea la salida de 5 V de la Pi o una fuente separada de 5 V/12 V. Conecte el positivo al terminal "DC in" y tierra a la entrada GND inferior.

Para despliegue exterior, usamos adaptadores PoE: la Pi y la estación comparten una única línea de 5 V. Proteja las conexiones con termorretráctil y colóquelas dentro de una caja NEMA 4 estanca. Si la Pi suministra los 5 V, puede quitar el conector microUSB y enrutar la alimentación a través del divisor PoE.

Paso 5: Verificar recepción de datos serie

Encienda la Pi y la estación. Inicie minicom para confirmar la comunicación serie. Si el firmware de la ADS‑WS1 requiere actualización, consulte la guía oficial de comandos. Una vez que la estación emita datos regulares, ejecute ./weather.sh para verificar el análisis correcto.

Paso 6: Preparar para uso exterior

Encapsule la electrónica en una caja a prueba de intemperie. Para lecturas precisas de temperatura y humedad, considere instalar una pantalla Stevenson –una caja ventilada y sombreada que protege los sensores de la radiación solar directa. Una caja NEMA 4 de PVC simple funciona por ahora, aunque puede introducir un sesgo de 10–15 °F y impedir la medición de humedad. Futuras actualizaciones incorporarán una pantalla Stevenson adecuada.

Para más orientación detallada, consulte la referencia Raspberry Pi 2 Weather Station.