Construction d'une station météo extérieure avec Raspberry Pi 2 et ADS‑WS1

Au Bloominglabs, notre acquisition récente d'une station météo ADS‑WS1 – une unité à sortie série – a déclenché un projet pour mettre les données en ligne avec un Raspberry Pi 2. La station capture la direction du vent, la vitesse, les précipitations, la température et l'humidité. Le Pi, alimenté via PoE et logé dans un boîtier étanche sur le mât, lit le flux série et publie les données sur le réseau.

Étape 1 : Liste des composants

• 1) Station météo ADS‑WS1 (toute station à sortie série convient)
• 2) Raspberry Pi (tout modèle ; nous avons utilisé Pi 2)
• 3) Adaptateur série‑vers‑USB (ex. FTDI)
• 4) Câble série avec au moins un connecteur DB9 femelle
• 5) Câble Ethernet assez long pour atteindre la station
• 6) Alimentation 5 V, 1–2 A
• 7) Boîtier étanche
• 8) (Optionnel) Suppresseur de surtension Ethernet
• 9) (Optionnel) Injecteur/adaptateurs Power‑Over‑Ethernet (PoE)

L'ADS‑WS1 ne consomme que 50 mA, elle peut donc être alimentée directement depuis le Pi ou depuis la même alimentation. Pour plus de documentation, visitez le wiki Argent Data.

Étape 2 : Installer un OS sur le Raspberry Pi 2

Tout OS compatible Raspberry Pi fonctionne ; nous avons utilisé Raspbian 7.1 sur une carte SD 8 Go. Suivez le guide d'installation officiel pour flasher l'image, insérer la carte et démarrer. Un affichage HDMI local et un clavier USB sont pratiques pour la configuration initiale. Raspbian obtient généralement une IP via DHCP, mais pour un dispositif monté sur mât, nous recommandons une adresse statique.

Après le démarrage, connectez l'adaptateur USB‑vers‑série. Raspbian le détectera automatiquement comme /dev/ttyUSB0. Vérifiez avec 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

Configurez une IP statique en éditant /etc/network/interfaces :

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

Installez les paquets requis :

sudo apt-get install apache2 wget minicom weewx

Téléchargez le script helper weather.sh pour les tests :

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

Si cette URL échoue, récupérez la dernière version depuis ici. Ajoutez l'utilisateur Pi au groupe dialout pour accéder au port série : sudo usermod -a -G dialout pi.

Étape 3 : Installer et configurer weewx

Weewx interroge le port série, analyse les données de diverses stations météo, et sert une interface web pour les graphiques. Éditez /etc/weewx/weewx.conf pour refléter les détails de votre station. Le fichier est auto-documenté ; modifiez location, WEEWX_ROOT et autres paramètres selon les besoins.

Activez le démarrage automatique au boot :

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

Maintenant, le Pi lancera Apache et weewx à chaque mise sous tension.

Étape 4 : Câblage du câble série et alimentation

Seuls trois fils de données et deux fils d'alimentation sont requis. Utilisez les broches DB9 2 (TX), 3 (RX) et 5 (GND) pour connecter à l'en-tête série de la station. Dénudez la gaine extérieure et les fils intérieurs (¼″). Vérifiez le brochage avec un multimètre.

Alimentez la station avec une alimentation 5 V – soit la sortie 5 V du Pi, soit une alimentation séparée 5 V/12 V. Connectez le positif au terminal « DC in » et la masse à l'entrée GND inférieure.

Pour le déploiement extérieur, nous avons utilisé des adaptateurs PoE : le Pi et la station météo partagent une seule ligne 5 V. Protégez les connexions avec du thermorétractable et placez-les dans un boîtier NEMA 4 étanche. Si le Pi fournit le 5 V, vous pouvez retirer le connecteur microUSB et router l'alimentation via le séparateur PoE.

Étape 5 : Vérifier la réception des données série

Alimentez le Pi et la station. Lancez minicom pour confirmer la communication série. Si le firmware ADS‑WS1 nécessite un flash, référez-vous au guide de commandes officiel. Une fois que la station émet des données régulières, exécutez ./weather.sh pour vérifier l'analyse correcte.

Étape 6 : Préparer pour l'usage extérieur

Encapsulez l'électronique dans un boîtier étanche. Pour des relevés précis de température et humidité, envisagez d'installer un abri Stevenson – une boîte ventilée et ombragée qui protège les capteurs du rayonnement solaire direct. Un simple boîtier PVC NEMA 4 fonctionne pour l'instant, bien qu'il puisse introduire un biais de 10–15 °F et empêcher la mesure d'humidité. De futures mises à niveau incorporeront un abri Stevenson approprié.

Pour des conseils plus détaillés, voir la référence Raspberry Pi 2 Weather Station.