Estación meteorológica (DARMA) con Raspberry Pi y página web

Buenas a todos!

He retrasado demasiado tiempo la publicación de esta entrada para enseñaros un proyectillo que he tenido entre manos los dos meses libres que he tenido este verano.
Pódia haberlo demorado más, ya que la página web necesita aun algunas pinceladas y mejoras, pero tenía ganas de que ya viese la luz.
¡Así que allá va!

La idea era la construcción de una estación meteorológica en la terraza de mi casa en Burgos, con sensores fiables, almacenamiento de los dato en una base de datos, acceso a ellos mediante una página web y todo esto a bajo coste.

La base fundamental para hacer esto, fue:

Sensores y hardware:
- Placa Raspberry Pi 3 (37€), un ordenador en miniatura, de bajo coste y que permite la entrada y salida de sensores mediante pines. Fue un regalo.
- Sensor de temperatura y humedad DHT 22 (3€)
- Termómetro ds18b20 (2€) -> Muy fiable y preciso
- Barómetro y termómetro bmp 280 (10€) -> Tambíen muy fiable
- Raspberry pi cam noir V2 (35€) -> Web cam en infrarrojo
- Pluviómetro por cable (15€)

Garita y demás
- Arqueta hermética para la raspberry
- Tubo de PVC para el mástil
- SAI

En total, me salió por unos 70€ - 80€, sin contar las horas que le dediqué, que fueron unas 3h-4h diarias de media.

El elegir la Raspberry Pi para hacer este proyecyo, es debido a la facilidad de su uso, su interfaz intuitiva (linux), conexión a internet por Wifi, ya que estará en la terraza, y posibilidad de albergar una base de datos en ella.

Proceso

Los sensores
Lo primero de todo fue hacer el cableado, conectar los sensores individualmente a la Raspberry Pi (a partir de ahora Raspi), y buscar y modificar los programas de cada uno de ellos para que funcionen correctamente.
Esta parte de programación, la de los sensores y la Raspi, fue hecha en Python.



Como cualqueira que haya hecho algo de informática sabrá, uno sabe cuando empieza pero no cuando acaba, ya que aparecen problemas por todos lados. Y este proyecto no estuvo exento de ellos. Si a esto le añadimos que mi conocimiento de Python era escaso, y fui medio aprendiendo a medida que programaba, queda claro el por qué me ha llevado tanto tiempo tener todo listo.

Cuando todos los sensores funcionaban perfectamente por separado, pasé a hacer un programa que al ejecutarlo, compilase los datos de cada uno de los sensores y los guardase en un archivo cada X tiempo. Esto se hizo con una rutina propia de la Raspi.

La base de datos
Para realizar esta parte, me decanté por usar MySQL. Ahí creando varias tablas, guardé los datos asignándoles fecha y hora. Es muy interesante esta opción, la de MySQL ya que tiene una tremenda potencia a la hora de tratar y operar con datos, más rápido que tratar con ellos una vez descargados en el programa principal.

El programa que lo gestiona, está programado en php. Su función principal es la de acceder a los datos de los sensores guardados, meterlos en la base de datos, y disponerlos cuando el programa general los pida para subirlos a la página web.

La página web
Por último, la parte bonita y fachada de todo el trabajo, la página web, esta hospedada en un servidor y dominio gratuito llamado no-ip. Este te da el dominio que tu elijas, y le añades un extensión. Todas las páginas que se ven estan guardadas en la propia Raspi en forma de un archivo escrito en html, php y java.

Poco a poco voy mejorando la interfaz, ya que no tenía ni idea de html al comenzarla, y aun me cuesta bastante meter varias gráficas en la misma página y que se vean bien, pero vaya, tiempo al tiempo .



La garita
En cuanto la garita, esta está construida siguiendo las instrucciones de un compañero del foro, con platillos de teisto, pintádos de blanco lacado.


Le añadí, al igual que hace él, un pequeño ventilador, pero con el "intento de mejora" de alimentarlo con una pequeña placa solar con un pila, sacado de una de esas luces LED para el jardín. Al cabo de unos pocos días dejó de funcionar, pero oye, la idea ahí queda .


El mástil y la arqueta
Al mástil de pvc, le añadí un par de escuadras, una para la garita y otra para el pluviómetro. También, en la parte baja para mejor acceso, le puse la arqueta, donde está alojada la Raspi.


El mástil fue asegurado con abrazaderas metálicas y bridas a una columna ya existente en la valla de mi terraza.


Y un detalle del interior de la arqueta:


Lo que se ve encima de la arqueta, es una carcasa protectora y articulada que apañé para albergar la cámara de la Raspi. La articulación está hecha con piezas de la GoPro, permitiendo ajustar la altura y azimut para apuntar más fácilmente y la carcasa con el recipiente de unos cascos, con la tapa de metacrilato transparente.



Como había bastantes calbes, unos 3 por sensor, para evitar que andasen muchos cables por ahí pululando, usé un cable ethernet, que tiene 8 calbes interiores y todos van integrados en uno.

En resumen:
La estación cuenta con un higrómetro, tres termómetros, un barómetro y un pluviómetro. También cuenta con una web cam en infrarrojo (mejor detección de nubes por la noche y más sensible para largas exposiciones nocturnas e identificación de estrellas) que se actualiza cada pocos segundos.b
En las gráficas, se muestran dos de los termómetros, el del DHT 22 y el ds18b20. El primero de vez en cuando da un pico de humedad bastante extraño, que aun no identifico su causa, puede que cambiándolo por otro se arregle el problema.

(Edito 09/06/2019)
Por último, dejaros el enlace a la página web de la estación y al blog donde explico un pelín más las modificaciones posteriores: http://meteodarma.ddns.net/
Blog: http://danirema.blogspot.com/2019/06/estacion-meteorologica-online-con.html
La página está optimizada para ordenadores, no para móviles, por lo que algunas cosas salen movidas de sitio...

¡Espero que os guste el proyectillo, y ya iré comentando nuevas modificaciones al igual que algún otro proyecyo que tengo entre manos  !

Un saludo, y a cualquier duda, escribidme!

Dani

Está muy bien, qué voy a decir. Un buen trabajo, excelente diría, y a disfrutar de la estación y de los datos.

La verdad es que te ha llovido poco, no llega ni un día a 1 mm, a ver si llueve mucho, porqué hace falta en toda España.

Un trabajo magnífico, aunque como dices: con las puertas abiertas y que no se acaba nunca,

a la página le falta desarrollo (p.ej. el termómetro tapa parte del menú),
también te puedes plantear usar algún CMS para la visualización de datos (drupal, joomla,...) lo que te facilitaría la modularidad en la representación de datos y la gestión de la página,
 
 

Está muy bien, qué voy a decir. Un buen trabajo, excelente diría, y a disfrutar de la estación y de los datos.

Muchas gracias Gerard!
Veremos que tal se comporta con el paso del invierno. A falta de verificar la validez de loa datos, pinta bien

Enviado desde mi Aquaris X5 mediante Tapatalk

Un trabajo magnífico, aunque como dices: con las puertas abiertas y que no se acaba nunca,

a la página le falta desarrollo (p.ej. el termómetro tapa parte del menú),
también te puedes plantear usar algún CMS para la visualización de datos (drupal, joomla,...) lo que te facilitaría la modularidad en la representación de datos y la gestión de la página,
 
 

Gracias por las palabras y la recomendación, estas navidades, con algo más de tiempo intentare aprender y meter lo que dices, a ver como funciona
Que el termómetro tape alguba cosa es debido a que diseñé y edité el .css tomando como referencia la presentación en el ordenador y por tanto en cada móvil se ve diferente.
El tema es que lo he desarrollado partiendo de 0, y bueno, ni es el diseño más limpio bi el más bonito, pero hace sus funciones jajajajajajaja

Echaré un ojo a lo que me comentas, gracias!

Enviado desde mi Aquaris X5 mediante Tapatalk

...
Que el termómetro tape alguba cosa es debido a que diseñé y edité el .css tomando como referencia la presentación en el ordenador y por tanto en cada móvil se ve diferente.
...

Que conste que yo la he visto en el ordenador, ...para posicionar widgets mejor trabaja con posiciones relativas 

Excelente trabajo.
Que tal te van los datos con la garita de platos ? Yo acabo de hacerme una igual, y se me va 1º/1,5º la maxima los dias de sol.

Excelente trabajo.
Que tal te van los datos con la garita de platos ? Yo acabo de hacerme una igual, y se me va 1º/1,5º la maxima los dias de sol.

La verdad es que va bastante bien. Debido a estar puesta en mi terraza, el edificio le hace sombra hasta medio día, por lo que pensaba que al darle el sol de lleno la temperatura subiría notablemente.
Pero no. Apenas se nota la subida de temperatura, que incluso, casi puede achacarse al propio calentamiento de la masa de aire de ese lado del edificio.

La estación de referencia más cercana que tengo para comparar es la de la AEMET en el aeropuerto, que está a uno 9km o 10km, por lo que para variables de mesoescala va bien para comparar, pero para otras más locales, como precipitación o temperaturas, es más arriesgado usarla de referencia.
Tengo pendiente pedirle a un compañero una estación de mano o adquirir una y con ella poder calibrar del todo la estación.
Pero vamos, funciona bastante bien.

Por ahora igual cambio el sensor DHT22 por otro igual pero nuevo, ya que este de vez en cuando da unos picos muy raros.

Estas naviades puede que suba otro turorial de otro insturmento que me hice para fines parecidos. 

...
Tengo pendiente pedirle a un compañero una estación de mano o adquirir una y con ella poder calibrar del todo la estación.
Pero vamos, funciona bastante bien.

Por ahora igual cambio el sensor DHT22 por otro igual pero nuevo, ya que este de vez en cuando da unos picos muy raros.

Estas naviades puede que suba otro turorial de otro insturmento que me hice para fines parecidos. 

En que consiste la estacion meteorologica de mano ? no sabia que existian este tipo de estaciones para calibrar. Me puedes decir algun modelo de estacion de mano, me resulta interesante para poder calibrar la mia.

Cita de: danirevis en Jueves 14 Diciembre 2017 15:41:57 pm

...
Tengo pendiente pedirle a un compañero una estación de mano o adquirir una y con ella poder calibrar del todo la estación.
Pero vamos, funciona bastante bien.

Por ahora igual cambio el sensor DHT22 por otro igual pero nuevo, ya que este de vez en cuando da unos picos muy raros.

Estas naviades puede que suba otro turorial de otro insturmento que me hice para fines parecidos. 

En que consiste la estacion meteorologica de mano ? no sabia que existian este tipo de estaciones para calibrar. Me puedes decir algun modelo de estacion de mano, me resulta interesante para poder calibrar la mia.

Hay varias marcas hasta donde yo sé. Una de las más fiables y completas son las de la casa Kestrel, que por cierto algún compañero del foro tiene (gdvictorm) y con unos resultado excelentes.
Te dejos un enlace en el que se recopila algunas de ellas:    https://wxobservation.com/best-portable-weather-station/

Las Kestrel, que son las que más conozco dentro de no tenerla (por ver la de gdvictorm) , dependiendo de que el modelo que tengas sea más o menos completo, pueden llegar a darte datos de muchas variables meteorológicas, almacenamiento de los mismos, gráficas...
El problema es el precio.
La "chula" y completa que es la 5000, te sale por unos 250€-270€ con los gastos de envío ya incuidos. Es un precio que ni es elevado, ni bajo, pero es un pellizco, por lo que hay que meditarlo un poco antes de comprarla.

No creo que merezca la pena semejante desembolso para calibrar otra estación. Si la quieres para uso diario y a mayores la usas para calibrar (ya que suelen venir bien calibradas) es ya otra historia.
Pero para calibrar una estación o sensor, yo tiraría por comparar los datos con, por ejemplo, un datalogger, termómetro o similar que ya se tenga calibrado, una estación de AEMET cercana o una de meteoclimatic con garantía de calidad y que esté por tu zona.

Si dispones de más tiempo, podrías incluso, calibrarte un termómetro tu mismo (con la temperatura de fusión del hielo a la presión de tu ciudad, la temperatura de ebullición del agua conociendo también la presión y alguna otra temperatura conocida de referencia que se pueda ocurrir) y tenerlo ya de patrón. Aunque este proceso puede ser algo más laborioso.
En el caso de un barómetro, podrías calibraro con la presión que da la AEMET en tu ciudad, ya que no creo que varíe tanto con pocos km de distancia.
La calibración de otros sensores ya no se cómo podría hacerse...

Seguramente otros compañeros con más conocimiento del tema puedan completar esta información o aportar ideas a mayores. Pero hasta donde yo sepa podría ayudarte y resolverte alguna duda .


Por cierto tengo la pagina web caida desde hace unos días. Creo que es cosa del router, por lo que estas Navidades cuando vaya tendré que ver qué pasa. Problemas del directo .

Gracias por la informacion. Ando buscando la forma de calibrar mi estacion, y hasta ahora tiro de comparacion con estaciones cercanas, lo que ocurre que la mas cercana de Aemet esta a mas de 30 km. y las destacadas de meteoclimatic distan a unos 20 km las mas cercanas, por eso probablemente intente hacerme con una de mano.

Gracias.