DIY Zonne-energie Weerstation Met Raspberry Pi

Deze gids schetst hoe je een lichtgewicht, zonne-energie aangedreven weerstation bouwt met een Raspberry Pi en goedkope sensoren. Het systeem meet temperatuur, druk, vochtigheid, en kan uitgebreid worden naar windsnelheid, -richting, UV, en bestraling.

Stap 1: Hardware Beschrijving

• Raspberry Pi A+ (elk Pi-model werkt)
• Bosch BMP180 temperatuur/druk sensor
• HTU21D temperatuur/vochtigheid sensor
• Draadloze adapter
• Micro-SD kaart
• 10W zonnepaneel (3 × 3.5W modules)
• 7.2Ah 12V accu
• 12V zonne-laderegelaar
• 5V regelaar (7805)
• Diverse bedrading en connectors (bijv. 4-draads telefoonkabel)

Stap 2: Basics Opzetten

Installeer Raspbian op een verse SD-kaart. Je kunt de nieuwste image downloaden van Raspberry Pi Downloads. Als je een pre-geconfigureerde kaart hebt, kloon de image naar een nieuwe.

Voor een quick-start gids, zie Raspberry Pi Quick-Start Gids. Als je draadloze connectiviteit prefereert, volg de instructies in Draadloze Configuratie.

Schakel I²C in op de Pi met de Adafruit tutorial: I²C Configureren.

Stap 3: Benodigde Software Installeren

Alle software wordt via de commandline geïnstalleerd. Voor de BMP180-sensor, installeer Adafruit's bibliotheek van Adafruit BMP085 Tutorial.

Om de HTU21D te lezen, download en installeer de Pigpio-bibliotheek van Pigpio Downloads. Na installatie, zorg dat Pigpio automatisch opstart door sudo pigpiod toe te voegen aan /etc/rc.local.

Stap 4: De Sensoren Bedraden

De BMP180 en HTU21D zijn I²C-apparaten. Verbind ze met de 3.3V, GND, SDA, en SCL pinnen van de Pi. Een 4-dradige kabel (bijv. telefoonkabel) is handig voor beide sensoren.

Elke sensor heeft een uniek I²C-adres, wat meerdere apparaten op dezelfde bus toestaat.

Stap 5: Hoofdprogramma

Het kernscript is temp-monitor.py (of de geüpdatete temp-monitor-online.py). Het draait op boot en uploaded data naar Weather Underground elke twee minuten.

Code-uitzug:

import Adafruit_BMP.BMP085 as BMP085
import smbus
import os
import sys
import getopt
import sqlite3
import math
import pigpio
import time
# Functies om temperatuur en vochtigheid te lezen
# (implementatie volgt sensor datasheets)
# Upload commando
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'"
)
# Script op boot draaien
# Voeg de volgende regel toe aan /etc/rc.local:
# sudo python /usr/lib/cgi-bin/temp-monitor.py &

Vervang YOUR_ID en YOUR_PASSWORD met credentials van je Weather Underground-account. De & aan het einde zorgt ervoor dat het script op de achtergrond draait.

Stap 6: Zonne-energie Opzet

Voor een autonome outdoor-deployment, gebruik drie 3.5W modules in serie om 18V te produceren, geschikt voor een 12V zonne-systeem. Verbind de uitgang met de 12V accu via de laderegelaar, en voed de Pi via een 5V regelaar.

Terwijl een 10W paneel en 7.2Ah accu misschien overkill lijken voor een Pi, biedt het diverse dagen operatie tijdens Ierland's bewolkte periodes.

Voor gedetailleerde bedradingsschema's en componentspecificaties, raadpleeg de originele projectnotities.

Additionele Bronnen

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