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Technik

Raspberry Pi Wetterstation

Allgemeines

Das Konzept

Zur Steuerung aller Abläufe kommt ein Raspberry Pi zum Einsatz. Dieser fragt die Sensorkomponenten im Sekundentakt ab und speichert die Daten im Abstand von 5 Minuten in einer MySQL Datenbank. Mit Hilfe eines installierten Apache Web-Servers können die Daten im LAN (und wenn gewollt im WWW) verfügbar gemacht werden. Die Daten können dadurch auf jedem beliebigen Endgerät (PC, Handy, Tablet, etc.) betrachtet werden. Natürlich kann auch die Administration der Wetterstation durch berechtigte Benutzer von jedem Gerät durchgeführt werden.

Durch die Datenbankschnittstelle ist die Weiterverarbeitung der Daten durch beliebige Programme einfach. Die automatische Weitergabe der Daten ist mit geringem Aufwand möglich. Zur direkten Anzeige von Daten ist am Raspberry Pi ein LCD-Display angeschlossen.

Die Informationen zur Hard- und Software dieser Wetterstation sind keine 1:1 Bauanleitung. Sie enthalten aber sicher einige Anregungen, falls sich jemand eine eigene Wetterstation aufbauen möchte.

Steuercomputer Raspberry Pi

Der Raspberry Pi ist ein sehr preiswerter kreditkartengroßer Einplatinen-Computer. Die neueren Modelle sind für die Wetterstation eigentlich überdimensioniert. Es können dahe auch andere Anwendungen parallel auf solchen Modellen laufen. Ich betreibe ihn mit der Linuxvariante "Raspbian" und als Programmiersprache kommt Python zum Einsatz.

Raspberry Pi

Sensoranbindung über RS485 Bus

Mit Ausnahme des Luftdrucksensors sind alle Sensoren über den Datenbus angebunden. Die hiezu erforderliche Hardware ist modular mittels kleiner Platinen aufgebaut. Das Busprotokoll ist in der Software für den Raspberry bzw. die angebundenen Sensoren, die mit Atmega 328P (Arduino) bestückt sind, dokumentiert. Die Baudrate ist bis zu einem Wert von 115200 Baud einstellbar. Die ausführliche Beschreibung des Datenbus ist im Menüpunkt Datenbus RS485 zu finden.

Der Monitor

Als Monitor ist ein LCD Display EA Dogl128 direkt mit dem Raspberry verbunden. Die Beschreibung ist im Menüpunkt Display EA Dogl128 zu finden.
Die wichtigsten Daten werden auf diesem Monitor angezeigt. Die dritte Zeile ist nicht selbsterklärend. Sie zeigt den Zustand des Regensensors (kein Niederschlag, Zählerstand 30, Gehäusetemperatur 15°, Heizung ist eingeschaltet, derzeit kein Aufheizen). Die vierte Zeile zeigt die Helligkeit in lux. Der zweite Wert misst die Helligkeit im Schatten. Ich versuche damit den Bewölkungsgrad festzustellen.

Monitor

Motivation für die Eigenentwicklung

Die Hardware der ursprünglichen Wetterstation bestand überwiegend aus Komponenten der Fa. ELV, die über Funk kommunizierten. Diese boten vor allem den Vorteil einer geringen Ortsgebundenheit. Sie hatten aber zwei wesentliche Nachteile. Zum einen ließ die Genauigkeit zu wünschen übrig und zum anderen war der Funk alles andere als zuverläßig.

Als Software habe ich ursprünglich WsWin von Werner Krenn eingesetzt. Ich bin aber bald davon abgegangen, weil es für meine Zwecke viel zu mächtig (man könnte auch sagen überladen) ist und weil es vor allem keine zeitgemäße Datenhaltung besitzt.

Weil mir die Entwicklung elektronischer Geräte Spaß macht, habe ich eine Wetterstation entworfen, die die obigen Nachteile nicht hat. Die Kommunikation mit den Sensoren erfolgt jetzt wieder über Draht (RS485, I2C) bzw. im (W)LAN. Als Sensoren verwende ich kalibrierte Typen von hoher Genauigkeit.

V2.2  2018-06-23  © stoweb.net