DIY Solar-betriebene Wetterstation mit Raspberry Pi

Dieser Guide skizziert, wie man eine leichte, solarbetriebene Wetterstation mit Raspberry Pi und günstigen Sensoren baut. Das System erfasst Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit und kann auf Windgeschwindigkeit, -richtung, UV und Einstrahlung erweitert werden.

Schritt 1: Hardware-Beschreibung

• Raspberry Pi A+ (jedes Pi-Modell funktioniert)
• Bosch BMP180 Temperatur/Druck-Sensor
• HTU21D Temperatur/Feuchtigkeitssensor
• Wireless Adapter
• Micro-SD-Karte
• 10 W Solarpanel (3 × 3,5 W Module)
• 7,2 Ah 12 V Batterie
• 12 V Solar-Laderegler
• 5 V Regler (7805)
• Verschiedenes Verkabelung und Stecker (z. B. 4-draht Telefonkabel)

Schritt 2: Grundlagen einrichten

Raspbian auf frischer SD-Karte installieren. Neuestes Image von Raspberry Pi Downloads herunterladen. Falls vorkonfigurierte Karte vorhanden, Image einfach klonen.

Für Quick-Start-Guide siehe Raspberry Pi Quick-Start Guide. Bevorzugen Sie Wireless, folgen Sie Wireless Configuration.

I²C am Pi aktivieren via Adafruit Tutorial: I²C konfigurieren.

Schritt 3: Benötigte Software installieren

Alle Software über Kommandozeile installieren. Für BMP180 Sensor Adafruit-Bibliothek installieren von Adafruit BMP085 Tutorial.

Für HTU21D Pigpio-Bibliothek herunterladen und installieren von Pigpio Downloads. Nach Installation sicherstellen, dass Pigpio automatisch bei Boot startet, indem sudo pigpiod zu /etc/rc.local hinzugefügt wird.

Schritt 4: Sensoren verdrahten

BMP180 und HTU21D sind I²C-Geräte. An Pi's 3,3 V, GND, SDA, SCL Pins anschließen. 4-draht Kabel (z. B. Telefonkabel) ist für beide Sensoren praktisch.

Jeder Sensor hat eine einzigartige I²C-Adresse, was mehrere Geräte am selben Bus erlaubt.

Schritt 5: Hauptprogramm

Kernskript ist temp-monitor.py (oder aktualisiertes temp-monitor-online.py). Es läuft beim Boot und lädt Daten alle zwei Minuten zu Weather Underground hoch.

Code-Ausschnitt:

import Adafruit_BMP.BMP085 as BMP085
import smbus
import os
import sys
import getopt
import sqlite3
import math
import pigpio
import time
# Funktionen zum Lesen von Temperatur und Feuchtigkeit
# (Implementierung folgt Sensor-Datenblättern)
# Upload Kommando
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'"
)
# Skript bei Boot ausführen
# Folgende Zeile zu /etc/rc.local hinzufügen:
# sudo python /usr/lib/cgi-bin/temp-monitor.py &

Ersetzen Sie YOUR_ID und YOUR_PASSWORD mit Credentials Ihres Weather Underground Accounts. Das & am Ende sorgt für Hintergrundausführung.

Schritt 6: Solarstrom-Setup

Für autonomen Außeneinsatz drei 3,5 W Module in Reihe für 18 V, passend für 12 V Solarsystem. Output an 12 V Batterie via Laderegler, dann Pi über 5 V Regler versorgen.

Obwohl 10 W Panel und 7,2 Ah Batterie für einen Pi großzügig scheinen, bietet es mehrere Tage Betrieb während Irlands bewölkter Perioden.

Für detaillierte Verdrahtungsdiagramme und Komponentenspezifikationen originale Projektnotizen konsultieren.

Zusätzliche Ressourcen

• BMP180 Datenblatt: BMP180 Datasheet
• HTU21D Datenblatt: HTU21D Datasheet