Ein Raspberry Pi zur Steuerung einer Wetterstation

Die Vorgehensweise habe zur besseren Übersicht in verschiedene Schritte eingeteilt.

Schritt 1: Planung und Aufbau der MySql/MariaDB

Für die von den verschiedenen Sensoren er mittelten Daten wird eine MySql/MariaDB entworfen und eingerichtet. Neben Datum/Uhrzeit brauchen wir also auch Felder für die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Regenmenge, die Luftfeuchtigkeit zweier Sensoren, den Luftdruck, die Temperatur von 4 Sensoren, den Lichtwert, den sich aus den Lichtwerten ergebenden Zeitpunkt von Sonnenauf- und untergang, 

Schritt 2: Das Anemometer 

Das Anemometer wird über RJ11-Kabel mit dem Raspberry Pi verbunden. Dazu werden auf einer Platine entsprechende RJ11-Buchsen angelötet, diese Platine bedient auch die Anschlüsse für Windfahne und Regenmesser. 

Schritt 3: Die Windfahne

Die Windfahne ist wie das Anemometer über eine RJ11-Verbindung mit dem Raspberry Pi verbunden.

Schritt 4: Der Regenmesser (Kipplöffel)

Auch der Kipplöffel ist mit einer RJ11-Buchse mit dem Raspberry verbunden.

Schritt 5: Die Luftfeuchtigkeit

Die Luftfeuchtigkeit wird hier von zwei verschiedenen Sensoren ermittelt, wahrscheinlich werden daher auch bei gleichem Installationsort unterschiedliche Werte zu erkennen sein. Aber da hilft dann ja ein Mittelwert aus. Die Werte werden ja ohnehin in einer MySql/MariaDB gespeichert und können vorher  oder für eine Auswertung ja mit PHP entsprechend bearbeitet werden.

Zum Einsatz kommen für die Luftfeuchtigkeit zum Einen ein Sensor BME280 (er liefert aber auch Temperatur und Luftdruck) und zum Anderen ein DHT22 (liefert auch einen weiteren Temperaturwert). Der BME280 ist im "ausgedienten" Gehäuse der alten Wetterstation WS1080 untergebracht, der DHT22 in einer aus einer gelochten Kunststoffdose (Kaugummi), die an einem Träger am Installationsmast befestigt ist. Der bisherige aus 3 zusammengesteckten Edelstahl-Rohren bestehende Installationsmast wurde gegen ein 1 Meter langes Aluminiumrohr ausgetauscht.

Schritt 6: Die Temperaturen 

Für die Messung der Temperaturen dienen der BME280, der DHT22, ein DS18B20(Standard) und ein wasserdichter DS18B20, dieser wird im Boden unter der Wetterstation eingelassen. Auch hier werden natürlich unterschiedliche Werte ermittelt, die Berechnung von Mittelwerten dürfte sinnvoll werden (außer der Bodentemperatur, diese liegt ja nur einmal vor).  Der Standard-DS18B20 ist auch im "alten" WS1080-Gehäuse untergebracht.

Schritt 7: Die Lichtwerte

Für die Ermittlung der Lichtwerte kommen zwei verschiedene LDR zum Einsatz. Einer lifert in erster Linie nur die Daten zu Helligkeit/Dunkelheit, der weitere schaltet zudem noch ein Relais zur Stromversorgung von Außenleuchten.

Für die analog ermittelten Daten des DHT22 und der DS18B20-Sensoren sowie für die Sensoren zur Ermittlung der Lichtwerte (einer der Sensoren wird nicht primär für die Wetterstation, sondern auch für die Ansteuerung von Relais für Beleuchtungszwecke) wird ein Analog/Digitalwandler vom Typ MCP3800 verwendet.

Später werde auch noch einen CCS811 zum Testen installieren, in Innenräumen sind schon sinnvolle Werte mit einem anderen Raspberry ermittelt worden, ob der Sensor auch im Außenbereich sinnvolle Werte ermittelt, wird sich ja dann zeigen.






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