Wetterstation Listerfehrda

aktuelle Wetterdaten für die Region • Über die Technik

Herzlich Willkommen auf den Seiten der Wetterstation Listerfehrda und danke für dein Interesse an diesem Projekt.
Die Station ist ein Hobbyprojekt welches mit preiswerten Komponenten realisiert wurde. Die Gesamtinvestition der Außeneinheit beläuft sich auf deutlich unter 100 €. Die Arbeitszeit wurde nicht erhoben. Die Infrastruktur zur Datenspeicherung und Veröffentlichung war bereits vorhanden und wird für mehrere Dienste verwendet.
Die veröffentlichten Messwerte können von den tatsächlichen Werten abweichen.

Elektronik

Das Herz der Wetterstation ist ein ESP8266 (32-Bit Microcontroller der chinesischen Firma espressif), der mit extrem wenig Energiebedarf arbeitet. In den Pausen zwischen den Messungen geht der Prozessor in eine Art Tiefschlaf mit einem Stromverbrauch von dann nur 0,018mA was einer Leistung von 60µW entspricht. Zum Vergleich würden eine Million Microcontroller so viel Strom verbrauchen wie eine Standard Glühlampe.

Energieversorgung

Die Energieversorgung erfolgt ausschließlich über ein kleines Solarpanel mit einer Nennleistung von 2,5W bei 5V. Der angeschlossene Laderegler versorgt einen Akku vom Typ 18650. Durch den sehr geringen Energiebedarf der eingesetzten Komponenten ist auch in der lichtarmen Jahreszeit eine 100%ige Funktion gesichert.

Datenerfassung

In einem Intervall von 5 Minuten erwacht der Microcontroller selbständig aus seinem Tiefschlaf und ermittelt alle Messwerte sowie den Zählerstand des Regenmessers. Die Daten werden via Wi-Fi an einen Linux-Server mittels eines einfachen HTML-Datagramms übermittelt. Der Server speichert alle Daten in einer MySQL-Datenbank.

Präsentation

Für das Hosting der Internetseite "Wetterstation Listerfehrda" ist ein Apache-Webserver auf der Basis eines Debian Linux-Servers im Einsatz. Mit Hilfe der unterschiedlichsten Webtechnologien werden die Seiten und Inhalte präsentiert. Die Hauptseite verwendet PHP sowie JavaScript mit Ajax-Techniken für die zyklische Aktualisierung der Werte. Der Aktualisierungszyklus orientiert sich an der Lieferung neuer Messwerte. Ein schmaler Balken unterhalb der Messwerte visualisiert die Zeit bis zur nächsten Aktualisierung. Ein erzwungenes Neuladen der Seite (refresh) ist damit überflüssig.
Die Datenaufbereitung und die Diagrammseiten wurden mit Perl realisiert. Die Diagramme selbst werden dynamisch als SVG-Grafiken erzeugt. SVG zeichnet sich dadurch aus, dass Grafiken, anders als Bitmaps, ohne Informationsverlust frei skaliert werden können. In jeder Größe wird das Bild optimal dargestellt.
Die Y-Achse jedes Diagramms wird dynamisch an den jeweiligen Wertebereich angepasst, um eine optimale Lesbarkeit zu erreichen.
Die Werte für Sonnenaufgang bzw. -untergang werden mit frei verfügbaren Funktionen ermittelt, wie auch die Berechnung zur Darstellung der Mondphase. Die Solardaten beziehen sich auf den Standort der Wetterstation, also Listerfehrda und benennen die Zeitpunkte zu denen die Sonne am freien Horizont morgens sichtbar wird bzw. abends verschwunden ist.
Für die Darstellung der Mondphase wird zunächst das Bild des Vollmondes auf schwarzem Hintergrund dargestellt. Anschließend wird der Mondschatten in Form eines schwarzen Teilkreises als SVG-Grafik entsprechend der aktuellen Mondphase darübergelegt.

Hardware

Die Wetterstation ist freistehend an einem Metallpfosten befestigt. Ein ausreichender Abstand zur Bebauung ist gegeben. Die Sensoren befinden sich in einer Höhe von 2 m über dem Boden in einem speziellen Gehäuse für Wettersensoren der Firma TFA Dostmann. Alle Komponenten, die nicht der unmittelbaren Messwerterfassung dienen sind in einem wetterfesten Gehäuse untergebracht.

Softwareentwicklung

Das Projekt ist eine komplette Eigenentwicklung. Das Programm für den Microcontroller wurde mit Hilfe der Arduino-Entwicklungsumgebung erstellt. Für die Netzwerkkommunikation und das Auslesen der Sensoren wurden einschlägige Opensource-Bibliotheken verwendet. Die Entwicklung der Internetseite erfolgte ausschließlich unter Verwendung eines Texteditors mit Syntaxhervorhebung und unter Anwendung der genannten Sprachen und Techniken.

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