Estação Meteorológica Solar DIY com Raspberry Pi

Este guia descreve como construir uma estação meteorológica leve, alimentada por energia solar, usando Raspberry Pi e sensores baratos. O sistema registra temperatura, pressão, umidade e pode ser estendido para velocidade do vento, direção, UV e insolação.

Passo 1: Descrição do Hardware

• Raspberry Pi A+ (qualquer modelo Pi funciona)
• Sensor de temperatura/pressão Bosch BMP180
• Sensor de temperatura/umidade HTU21D
• Adaptador sem fio
• Cartão Micro-SD
• Painel solar 10 W (3 × módulos de 3,5 W)
• Bateria 7,2 Ah 12 V
• Controlador de carga solar 12 V
• Regulador 5 V (7805)
• Fiação e conectores diversos (ex: cabo telefônico 4 fios)

Passo 2: Configurando o Básico

Instale Raspbian em cartão SD novo. Baixe a imagem mais recente em Raspberry Pi Downloads. Se tiver cartão pré-configurado, simplesmente clone a imagem para um novo.

Para guia de início rápido, veja Raspberry Pi Quick-Start Guide. Se preferir conectividade sem fio, siga instruções em Configuração Sem Fio.

Habilite I²C no Pi usando tutorial Adafruit: Configurando I²C.

Passo 3: Instalando Software Necessário

Todo software é instalado via linha de comando. Para sensor BMP180, instale biblioteca Adafruit de Tutorial Adafruit BMP085.

Para ler HTU21D, baixe e instale biblioteca Pigpio de Downloads Pigpio. Após instalação, garanta que Pigpio inicie automaticamente no boot adicionando sudo pigpiod a /etc/rc.local.

Passo 4: Fiação dos Sensores

BMP180 e HTU21D são dispositivos I²C. Conecte-os aos pinos 3,3 V, GND, SDA e SCL do Pi. Cabo de 4 fios (ex: cabo telefônico) é conveniente para ambos sensores.

Cada sensor tem endereço I²C único, permitindo múltiplos dispositivos no mesmo barramento.

Passo 5: Programa Principal

O script principal é temp-monitor.py (ou o atualizado temp-monitor-online.py). Roda no boot e envia dados ao Weather Underground a cada dois minutos.

Trecho de código de exemplo:

import Adafruit_BMP.BMP085 as BMP085 import smbus import os import sys import getopt import sqlite3 import math import pigpio import time # Funções para ler temperatura e umidade # (implementação segue datasheets dos sensores) # Comando de upload cmd = ( "curl 'https://weatherstation.wunderground.com/weatherstation/updateweatherstation.php?" "ID=SEU_ID&PASSWORD=SUA_SENHA&dateutc=now&tempf=" + str((temp * 1.8) + 32) + "&humidity=" + str(round(humidity, 2)) + "&baromin=" + str((pressure / 100) * 0.0295299) + "&action=updateraw'" ) # Execute script no boot # Adicione a seguinte linha a /etc/rc.local: # sudo python /usr/lib/cgi-bin/temp-monitor.py & 

Substitua SEU_ID e SUA_SENHA pelas credenciais da sua conta Weather Underground. O & no final garante que o script rode em background.

Passo 6: Configuração de Energia Solar

Para implantação autônoma externa, use três módulos de 3,5 W em série para produzir 18 V, adequado para sistema solar 12 V. Conecte a saída à bateria 12 V via controlador de carga, então alimente o Pi através de regulador 5 V.

Embora painel 10 W e bateria 7,2 Ah pareçam generosos para um Pi, fornecem vários dias de operação durante períodos nublados na Irlanda.

Para diagramas de fiação detalhados e especificações de componentes, consulte as notas do projeto original.

Recursos Adicionais

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