WeatherStation

Erstellt: 2020

Erste Station mit zahlreichen Sensoren

Unsere selbstgebaute Wetterstation im Garten. Mit Temperatur, Luftdruck und -feuchtigkeit sowie 2× Boden­temperatur für das große Beet und das Gewächshaus. Zudem habe ich mittlerweile auch zwei Sensoren für Boden­feuchtigkeit ergänzt, was nochmal eine kleine Herausforderung war.

Das Ganze verbraucht sehr wenig Strom und läuft hauptsächlich auf einem 1000mAh LiPo, der lediglich durch eine kleine Solarzelle regelmäßig aufgeladen wird. Der Mikrocontroller braucht nur einige mA und wird für die Messungen alle 5min für ca. 3-5s aus dem Deep-Sleep Modus erweckt. Innerhalb des Deep-Sleep Modus braucht er knapp über 800μA. Entsprechend ergibt sich eine theoretische Laufzeit von mehreren Monaten im Batteriebetrieb, in denen es recht wahrscheinlich zu mindestens 2h Sonne kommen sollte, um die Batterie durch die Solarzelle wieder aufzuladen. Aufgrund der Vielzahl der verwendeten Komponenten und des geringeren Ladestroms für die Batterie, ist es aber realistischer, dass der LiPo nur einige Wochen hält und das Aufladen ca. 5h in Anspruch nimmt.

Zur Übertragung wird das sogenannte LoRaWAN verwendet, wodurch ein niedriger Stromverbrauch bei gleichzeitig sehr hoher Reichweite (mehrere Kilometer) ermöglicht wird. Aufgrund der niedrigen Bandbreite sollte man die zu übertragenden Pakete klein halten, was ja aber bei ein paar Temperaturdaten kein Problem ist. Ein passender Empfänger, der zudem auf einem kleinen OLED-Display immer die zuletzt erhaltenen Werte anzeigt, hängt in unserer Wohnung. Die primäre Anzeige ist aber unser Dashboard im Flur, welches weiter unten auch aufgeführt ist.

Eine kleine Herausforderung war es, die Sensoren für die Boden­feuchtigkeit für den Betrieb im Garten wasserdicht bzw. wetterfest zu bekommen. Im oberen Bereich des Sensors ist ungeschützt Elektronik verbaut, die nicht feucht werden darf. Hierbei war eine handvoll Schrumpfschläuche, Plastik-Spray und viel Klar- und Nagellack hilfreich. Der Vorteil des kapazitiven Sensors ist, dass man ihn komplett in Plastik und Lack hüllen und er trotzdem noch die umliegende Feuchtigkeit messen kann.

Zweite Station mit OLED-Display und weiteren Sensoren

Als nächste große Erweiterung kam ein kleines Display sowie diverse weitere Sensoren hinzu, um noch mehr nützliche Werte zu erhalten. Außerdem konnte ich hier nun endlich einen passiven Buzzer anschließen, um das Klingeln an unserer Haustür sowie unserem Briefkasten auch im Garten hörbar zu machen.

Das OLED-Display zeigt die aktuellen Werte fast aller Sensoren an. Es empfängt die Daten gleichermaßen über LoRaWAN, wie auch der Empfänger in unserer Wohnung. Zudem hängen hier weitere Sensoren, wie bspw. 2× Temperatur-, ein Licht- und 2× Ultraschall-Sensoren zur Messung des Füllstandes unserer Wasserfässer. Das Display sowie der Buzzer bleiben dabei nur an, wenn es draußen hell genug und die Batterie noch nicht zu leer ist. Ansonsten wird auch hier der Deep-Sleep Modus verwendet, um die Batterie zu schonen und ein unterbrechungsfreies Messen der Sensorwerte zu ermöglichen.

Verwendete Bauteile

Werkzeuge und Hilfsmittel