Wetterstation


mit mechanischen standard- Komponenten für den Nachbau

Wetterstationen gibt es bereits in allen Variationen, aber wenige mit der Möglichkeit auch CO2 , Feinstaub und Radioaktivität( ionisierende Strahlung, insbesondere Alpha-, Beta- und Gammastrahlung) zu messen. Diese professionellen Wetterstationen sind allerdings sehr teuer. Ich habe nun eine Möglichkeit gefunden, eine solche professionelle Wetterstation mit standard- Komponenten aus dem Baumarkt und auch aus dem Haushalt auf, bzw. nachzubauen. Meine Version ist im folgenden Bild zu sehen:



Mechanischer Aufbau


Ich habe für den mechanischen Aufbau weiße Luftschacht Komponenten ( OBI Markt) für den Sensor Teil verwendet und für den Elektronik Teil eine Standard TUBA Box. Alle Teile sind sehr preiswert und erfüllen bestens die Voraussetzungen für den nötigen Außen-Betrieb, da diese 100% wasserdicht sind. Die TUBA Box ist im Überblick Bild zu sehen. Der gesamte Aufbau wurde mit einen Sonnenschirm Ständer realisiert. Den Geigerzähler zur Messung der
Radioaktivität betreibe ich nicht außerhalb, sondern ist auf einen Fensterbrett montiert, auch weil ich aus meiner Erfahrung weiß, dass der Geigerzähler ein eigenes Netzteil benötigt und ca. 1 Meter von den anderen Sensor Teilen entfernt sein sollte.



Elektronik Komponenten

Folgende elektrische Komponenten sind erforderlich:

- Drei Generationen APRS WS1 WS3 Module für Druck,Temperatur und Luftfeuchtigkeit

- CO2 MH-Z19C-PH , Infrarot CO2-Sensor

- SDS011 , Feinstaub-Sensor Nova Fitness

- 3 mal Raspberry Pi Pico 2 W

- 3 mal OLED-Display SSD1306

Hinweis: Für den Geigerzähler RadiationD-V1.1 (CAJOE) ist ein zusätzliches Pico mit OLED Display und ein eigenes Netzteil, +5V erforderlich. Außerdem sind noch für die Pegel-Anpassung weitere Komponenten erforderlich. Ich habe es mit einen 74ALS00 gelöst: 74ALS00 Pin 1 -> LED D23 , 74ALS00 Pin 2 -> +5V, 74ALS00 Pin 3 -> GP16



Elektronik: Sensor Modul

Links: Feinstaub , Rechts unten: CO2 , Rechts oben : WS3



Elektronik: Steuer Modul

Da alle von mir eingesetzten Sensoren eine serielle Schnittstelle haben ist die Verdrahtung sehr einfach:
Sensor: TX -> PICO: GP1 / PIN2
Sensor: RX -> PICO: GP0 / PIN1
OLED - Anschluß (für alle Module): SDA -> GP14 / PIN19 , SCL -> GP15 / PIN20
Zusätzlich habe ich jeweils einen RESET button an PIN 30/Run gegen Ground an jeden PICO implementiert. Dieser Pin erzwingt bei Bedarf einen Restart.



Software

Die Software in der Version 1 steht hier komplett als zip-File zur Verfügung.

Die Programme wurden komplett(derzeit) mit der Programmiersprache Python entwickelt. Tja, was soll ich noch dazu sagen: KI lässt grüßen. Mehr Informationen in der Datei InfoStatus.pdf. Damit keine Probleme auftauchen hinsichtlich gegenseitiger Beeinflussung habe ich die Sensoren mit der dazugehörigen Software auf 3 Raspi PICO verteilt. Für jeden Sensor gibt es 3 Varianten, erst mal nur zum Auslesen der Sensor Daten, dann mit Anzeige auf dem OLED Display und dann eben noch mit Datenübertragung via WLAN. Die WLAN Variante macht sporadisch bei den CO2 und Feinstaub Sensoren noch Probleme: Daten Paket falsch ...Ursache derzeit unbekannt. Ich bin nun mal schon ein OLDI und bei der Software ist sehr viel Spielraum nach oben. Auch habe ich vor, das Projekt auf eine Server/Client Architektur umzustellen. Auch wäre noch Platz in der TUBA Box für ein Raspberry PI 4 oder PI Zero. Hier bin ich sehr dankbar für Hinweise oder auch für eine Zusammenarbeit. Bitte Mail an info@pdp11gy.com . Ergänzungshalber noch ein Beispiel wie die Daten im Browser erscheinen:




Referenzen

Inspiriert wurde ich durch folgende Seite: https://learn.pimoroni.com/article/enviro-plus-and-luftdaten-air-quality-station . Allerdings war die Lebensdauer des damals eingesetzten PMS5003 immer nur bei mir auf 1 Jahr begrenzt. Auch das damals eingesetzte Raspberry PI 3 hatte nach 3 Jahren ausgedient. Toll fand ich die Idee, die Sensordaten zu registrieren. Der dort veröffentliche Link https://meine.luftdaten.info/register funktioniert (bei mir) nicht mehr und ist wohl durch folgenden Link ersetzt: https://devices.sensor.community/login?next=%2Fmy-sensors Leider kann ich nicht herausfinden welches Datenformat auf dieser Seite erwartet wird. Die Idee mit vielen Sensordaten auf den Klimawandel hinzuweisen finde ich super. Vielleicht kann man diese Idee wieder neu beleben. Viele weitere Hinweise auf andere Wetterstationen sind zu finden wie z.B. https://www.haraldkreuzer.net/aktuelles/esp32-wetterstation-20-funksensoren-open-meteo-api-ips-display-mmwave-radar-feinstaubsensor-und-vieles-mehr

Für Anregungen und Hinweise bitte melden. Ich würde mich sehr freuen