Wetterstation

Dezentrale Umwelt- und Klimadatenstation mit redundanter Raspberry-Pi/Pico Architektur

mit mechanischen standard- Komponenten für den Nachbau

Mir ist Klimaschutz sehr wichtig und um konkrete Aussagen treffen zu können ist es zuerst notwendig möglichst viele Daten an verschiedenen Standorten zu erfassen. Mehr Infos dazu am Schluss im Kapitel Referenzen. 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. Eine Version ist im folgenden Bild zu sehen (Umweltstation-1). Die zweite Version (Umweltstation-2) ist überwiegend identisch, allerdings entfällt der Wind und Wasser Aufbau mit dem WS3 Kombi - Sensormodul und wird u.a. durch das Sensor Modul BME680 ersetzt.

Mechanischer Aufbau

Ich habe für den mechanischen Aufbau weiße Luftschacht Komponenten ( OBI Markt) für den Sensor Teil verwendet: OBI Markt: System 100, 2mal Art.-Nr. 367222 und 1mal Art.-Nr. 367216 . info: info@obisourcing.de. Für den Elektronik Teil habe ich eine Standard TUBA Box verwendet, in jeden besseren Haushalt Geschäft erhältlich. 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 gesondert mit eigenen Netzteil nicht außerhalb, 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 habe ich verwendet:

- Drei Generationen APRS WS1 WS3 Module für Wind, Wasser, Luft und Temperatur

- BME680 Sensor für Luft und Temperatur

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

- SDS011 , Feinstaub-Sensor Nova Fitness

- 3 mal Raspberry Pi Pico 2 W

- 3 mal OLED-Display SSD1306

- Im Server/Client Betrieb, bei Software Version-2 ist pro Wetterstation ein Server System zu
empfehlen: Ich habe mich für den Raspberry PI Zero 2W entschieden.

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-1

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

Elektronik: Sensor Modul-2

Links: Feinstaub , Rechts unten: CO2 , Rechts oben : BME680

Elektronik: Geigerzähler RadiationD-V1.1 (CAJOE)

Der Geigerzähler, links im Bild, Typ: RadiationD-V1.1 (CAJOE) wird mit einen extra Raspberry Pico 2W angesteuert. Den Sensor DHT11 habe ich durch einen BMP280 ersetzt um auch den Luftdruck(+Temperatur) zu erfassen. Die Messeinheit ist µSv/h und steht für Mikrosievert pro Stunde. Es soll ja eventuell einen Zusammenhang zwischen Luftdruck/CO2 und Radioaktivität geben … und das will ich herausfinden. Die Daten werden zu beiden Servern übertragen.

Elektronik: Steuer Modul