Outdoor-Wetterstation mit Raspberry Pi 2 & ADS-WS1 bauen

Bei Bloominglabs führte der jüngste Erwerb einer ADS-WS1 Wetterstation – einer serial-output-fähigen Einheit – zu einem Projekt, die Daten online über einen Raspberry Pi 2 zu bringen. Die Station erfasst Windrichtung, -geschwindigkeit, Niederschlag, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Der Pi, per PoE versorgt und in einem wasserdichten Gehäuse am Mast untergebracht, liest den seriellen Datenstrom und veröffentlicht die Daten im Netzwerk.

Schritt 1: Teileliste

• 1) ADS-WS1 Wetterstation (jede serial-output Station funktioniert)
• 2) Raspberry Pi (beliebiges Modell; wir nutzten Pi 2)
• 3) Serial-zu-USB Adapter (z. B. FTDI)
• 4) Serialkabel mit mindestens einem female DB9 Stecker
• 5) Ethernetkabel lang genug bis zur Station
• 6) 5V Netzteil, 1–2 A
• 7) Wetterfestes Gehäuse
• 8) (Optional) Ethernet Überspannungsschutz
• 9) (Optional) Power-Over-Ethernet (PoE) Injektor/Adapter

Die ADS-WS1 zieht nur 50 mA, sodass sie direkt vom Pi oder von derselben Versorgung gespeist werden kann. Für zusätzliche Dokumentation besuchen Sie das Argent Data Wiki.

Schritt 2: OS auf dem Raspberry Pi 2 installieren

Jedes Raspberry Pi-kompatible OS funktioniert; wir nutzten Raspbian 7.1 auf einer 8 GB SD-Karte. Folgen Sie der offiziellen Installationsanleitung, um das Image zu flashen, die Karte einzulegen und hochzufahren. Lokales HDMI-Display und USB-Tastatur sind für die Ersteinrichtung hilfreich. Raspbian bezieht typischerweise eine IP via DHCP, aber für ein mastmontiertes Gerät empfehlen wir eine statische Adresse.

Nach dem Boot den USB-zu-Serial-Adapter anschließen. Raspbian erkennt ihn automatisch als /dev/ttyUSB0. Verifizieren mit ls /dev/ttyUSB* oder 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

Statische IP konfigurieren durch Bearbeitung von /etc/network/interfaces:

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

Benötigte Pakete installieren:

sudo apt-get install apache2 wget minicom weewx

Helper-Skript weather.sh zum Testen herunterladen:

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

Falls diese URL fehlschlägt, neueste Version von hier holen. Pi-User zur dialout Gruppe hinzufügen für Serial-Port-Zugriff: sudo usermod -a -G dialout pi.

Schritt 3: weewx installieren und konfigurieren

Weewx fragt den Serial-Port ab, parst Daten verschiedener Wetterstationen und serviert ein Web-Interface für Graphen. /etc/weewx/weewx.conf bearbeiten, um Ihre Stationsdetails widerzuspiegeln. Die Datei ist selbst-dokumentiert; location, WEEWX_ROOT und andere Einstellungen anpassen.

Automatischen Start beim Boot aktivieren:

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

Nun startet der Pi Apache und weewx bei jedem Einschalten automatisch.

Schritt 4: Serialkabel und Stromversorgung verdrahten

Nur drei Daten- und zwei Stromleitungen sind erforderlich. DB9 Pins 2 (TX), 3 (RX) und 5 (GND) nutzen, um an den Serial-Header der Station anzuschließen. Außenmantel und innere Drähte abisolieren (¼″). Pinout mit Multimeter verifizieren.

Station mit 5V Versorgung speisen – entweder vom 5V-Ausgang des Pi oder separater 5V/12V Versorgung. Plus an "DC in" Terminal und Ground an unteren GND-Eingang anschließen.

Für Outdoor-Einsatz setzten wir PoE-Adapter ein: Pi und Wetterstation teilen sich eine einzelne 5V-Leitung. Verbindungen mit Schrumpfschlauch schützen und in wetterfestem NEMA 4 Gehäuse unterbringen. Falls der Pi die 5V liefert, können Sie den Micro-USB-Stecker entfernen und die Stromversorgung durch den PoE-Splitter leiten.

Schritt 5: Serial-Datenempfang verifizieren

Pi und Station einschalten. minicom starten, um serielle Kommunikation zu bestätigen. Falls ADS-WS1 Firmware Flashing erfordert, siehe offiziellen Kommando-Guide. Sobald die Station reguläre Daten sendet, ./weather.sh ausführen, um korrektes Parsing zu verifizieren.

Schritt 6: Für Outdoor-Einsatz vorbereiten

Elektronik in wetterfestem Gehäuse kapseln. Für genaue Temperatur- und Feuchtemessungen empfiehlt sich eine Stevenson-Screen-Box – ein belüfteter, beschatteter Kasten, der Sensoren vor direkter Sonneneinstrahlung schützt. Ein einfaches PVC NEMA 4 Gehäuse funktioniert vorerst, kann aber 10–15 °F Bias verursachen und Feuchtemessung verhindern. Zukünftige Upgrades werden eine korrekte Stevenson Screen integrieren.

Für detailliertere Anleitung siehe die Raspberry Pi 2 Weather Station Referenz.