Construindo Estação Meteorológica Externa com Raspberry Pi 2 e ADS‑WS1

Na Bloominglabs, nossa recente aquisição de uma estação meteorológica ADS‑WS1 — unidade com saída serial — motivou um projeto para trazer os dados online usando um Raspberry Pi 2. A estação captura direção do vento, velocidade, chuva, temperatura e umidade. O Pi, alimentado via PoE e alojado em gabinete à prova d'água no mastro, lê o stream serial e publica os dados na rede.

Passo 1: Lista de Peças

• 1) Estação meteorológica ADS‑WS1 (qualquer estação com saída serial funciona)
• 2) Raspberry Pi (qualquer modelo; usamos Pi 2)
• 3) Adaptador serial‑para‑USB (ex.: FTDI)
• 4) Cabo serial com pelo menos um conector DB9 fêmea
• 5) Cabo Ethernet longo o suficiente para alcançar a estação
• 6) Fonte 5V, 1–2 A
• 7) Gabinete weather‑proof
• 8) (Opcional) Supressor de surto Ethernet
• 9) (Opcional) Injetor/adaptadores Power‑Over‑Ethernet (PoE)

A ADS‑WS1 consome apenas 50 mA, então pode ser alimentada diretamente do Pi ou da mesma fonte. Para documentação adicional, visite o wiki Argent Data.

Passo 2: Instalar OS no Raspberry Pi 2

Qualquer OS compatível com Raspberry Pi funciona; usamos Raspbian 7.1 em cartão SD 8 GB. Siga o guia oficial de instalação para gravar imagem, inserir cartão e ligar. Display HDMI local e teclado USB são úteis para setup inicial. Raspbian tipicamente obtém IP via DHCP, mas para dispositivo montado em poste recomendamos endereço estático.

Após boot, conecte adaptador USB‑para‑serial. Raspbian auto‑detecta como /dev/ttyUSB0. Verifique com ls /dev/ttyUSB* ou 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 IP estático editando /etc/network/interfaces:

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

Instale pacotes necessários:

sudo apt-get install apache2 wget minicom weewx

Baixe script helper weather.sh para teste:

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

Se URL falhar, busque o mais recente em aqui. Adicione usuário Pi ao grupo dialout para acessar porta serial: sudo usermod -a -G dialout pi.

Passo 3: Instalar e Configurar weewx

Weewx faz polling da porta serial, parseia dados de várias estações meteorológicas e serve interface web para gráficos. Edite /etc/weewx/weewx.conf para refletir detalhes da sua estação. O arquivo é auto‑documentado; modifique location, WEEWX_ROOT e outras configurações conforme necessário.

Habilite início automático no boot:

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

Agora o Pi lançará Apache e weewx sempre que ligar.

Passo 4: Fiação do Cabo Serial e Alimentação

Apenas três fios de dados e dois de alimentação são necessários. Use pinos DB9 2 (TX), 3 (RX) e 5 (GND) para conectar ao header serial da estação. Descashe a capa externa e fios internos (¼″). Verifique pinout com multímetro.

Alimente a estação com fonte 5 V — seja saída 5 V do Pi ou fonte separada 5 V/12 V. Conecte positivo ao terminal "DC in" e ground ao GND inferior.

Para implantação externa, usamos adaptadores PoE: Pi e estação meteorológica compartilham uma única linha 5 V. Proteja conexões com shrink tubing e coloque dentro de gabinete NEMA 4 weather‑tight. Se Pi fornece 5 V, você pode remover conector microUSB e rotear energia através do splitter PoE.

Passo 5: Verificar Recepção de Dados Serial

Ligue Pi e estação. Inicie minicom para confirmar comunicação serial. Se firmware ADS‑WS1 requer flashing, consulte guia oficial de comandos. Uma vez que a estação emita dados regulares, execute ./weather.sh para verificar parsing correto.

Passo 6: Preparar para Uso Externo

Encapsule eletrônicos em gabinete weather‑proof. Para leituras precisas de temperatura e umidade, considere instalar tela Stevenson — caixa ventilada e sombreada que protege sensores de radiação solar direta. Um gabinete PVC NEMA 4 simples funciona por enquanto, embora possa introduzir bias de 10–15 °F e impedir medição de umidade. Futuras atualizações incorporarão tela Stevenson adequada.

Para orientação mais detalhada, veja a referência Raspberry Pi 2 Weather Station.