Historie

In dieser Sektion wird die zeitliche Entwicklung der Station erläutert, welche durch die Verwendung verhältnismäßig kostengünstiger Hardware regelmäßig aufgrund von Alterserscheinungen oder vorzeitigen Defekten ausgetauscht werden musste. Bei der Messwertspeicherung wiederfuhren zudem mehrere Pannen, die zum Totalverlust der Messreihe führten.

1. Generation - WH1080

Diese Version kam zwischen dem 12. Juni und 22. Dezember 2013 zum Einsatz und besteht, wie für alle Stationen im Consumersegment üblich, aus einer Außeneinheit samt Sensorik und einer zentralen Konsole. Die Sensoren setzen sich wie folgt zusammen:

Sendeeinheit für den Außenbereich mit Thermometer und Feuchtigkeitsmesser (Lufttemperatur und -feuchte)
Kippwaage (Niederschlagsmenge)
Windfahne mit Repeller (Windrichtung und -geschwindigkeit)

Ca. alle 2min (deutlich verkürzt bei hohen Windgeschwindigkeiten) tastet die Sendeeinheit den Temperatur- und Feuchtesensor ab. Zur Messung der Niederschlagsmenge und der Windgeschwindigkeit kommen einfache Reedkontakte zum Einsatz, wobei die Sendeeinheit die Anzahl der Schaltimpulse zusammen mit den Temperatur- und Feuchtemesswerten drahtlos zur Konsole sendet. Anschließend werden die Messwerte von der Konsole ausgewertet, auf dem Display dargestellt und in den internen Speicher geschrieben. Die Daten können mit einem an der Konsole vorhanden RS232-Anschluss an einen PC übertragen und mit einem mitgelieferten Programm für Windows ausgelesen bzw. dargestellt werden.

Raspberry Pi 1, Modell B.

In Kombination mit einem Desktop-PC wäre diese Form des permanenten Auselesens alles andere als energiesparend. Stattdessen wurde ein preisgünstiger Raspberry Pi 1 (Modell B) als Datenlogger und Scripting-Plattform eingesetzt. Dieser mit 700-1000MHz CPU-Takt betreibbare Einplatinenrechner im Kreditkartenformat bietet die Rechenleistung eines etwa 20 Jahre alten Desktop-PC's und wurde als universelle Lern- und Bastelplattform für allerlei technische und programmierseitige Anwendungen konzipiert.

Das Setup.

Der Prozessor des Raspberrys ist zwar verhältnismäßig leistungsschwach, dafür aber sehr energiesparend und für kleine Programmieraufgaben mehr als ausreichend. Die gesamte Platine fordert bei maximaler Last nicht mehr als 3,5 W und kann mit einem handelsüblichen 1000 mA Micro-USB-Netzteil betrieben werden. Statt Windows kommt (freies) Linux zum Einsatz. Speziell für den Raspberry wurde die schlanke Raspian-Distribution entwickelt, die für die Anforderungen des Minirechners ausgelegt ist. Weitere Informationen zum Raspberry Pi gibts auf der Homepage.

Auf dem Pi war außerdem die mittlerweile nicht mehr weiterentwickelte Software wview installiert. Diese Software bot neben einem passenden Treiber eine ganze Reihe einfach einzurichtender Funktionen für zahlreiche gängige Wetterstationen. Die gelesenen Daten konnten z.B. live geplottet und auf einen FTP-Server hochgeladen oder die Messwerte korrigiert werden. Außerdem lieferte die Software vorgefertigte html-Seiten und ein 5-minütlich aufgelöstet Archiv mit, das per MySQL ausgelesen werden kann.

Strahlungsschutz des Thermometers - die Lamellenschutzhütte

Rechts die selbstgebaute, links davon die mitgelieferte Lamellenschutzhütte der WH1080.

Lamellenschutzhütte im Bau.

Da der mitgelieferte Strahlungsschutz der WH1080 relativ einfach konstruiert ist, kam es bei starker Sonneneinstrahlung zu relativ hohen Temperaturmessfehlern. Aus diesem Grund habe ich eine eigene, mit einem Ventilator ausgestatte Lamellenschutzhütte aus einfachen Blumentopfuntersetzern gebaut, welche den professionellen Lamellenhütten zumindest nachempfunden war. Die aus Kunststoff bestehenden Untersetzer wurden mit drei Gewindestangen und Abstandshülsen zusammengehalten, wobei die Funk- und Temperatureinheit am Boden der Hütte montiert wurde. Der Abstand der "Lamellen" war so gewählt, dass keine reflektierte Strahlung vom Boden in den Innenraum der Hütte eindringen und die Messwerte verfälschen konnte. Gleichzeitig sorgte die verhältnismäßig offene Bauweise für eine gute Durchlüftung mit Außenluft, sobald etwas Wind aufkam.

Trotzdem kann sich eine solche Hütte in der Sonne rasch erwärmen, was besonders bei windschwachen Wetterlagen zu einem störenden Wärmestau führt. Um dem zuvorzukommen, war im oberen Teil ein einfacher 92mm-Lüfter aus dem Computer-Bedarf eingebaut. Das Teil saugte die Umgebungsluft seitlich in die Hütte hinein, führte sie an der Thermometereinheit mehr oder weniger vorbei und oben durch einen der Lamellenschlitze wieder ab. Den nötigen Strom lieferte ein kleines 5W-Solarpanel (ohne Akku/Laderegler).

Die ganze Konstruktion bewährte sich sehr gut. Trotzdem gab es bei kräftiger Sonneneinstrahlung noch geringfügige Abweichungen im Bezug auf umliegende Wetterstationen im Bereich von +1 - 2 K. Ob das mikroklimatisch bedingt ist (die offiziellen Wetterstationen stehen in der Regel auf offenem Gelände) oder der Aufbau der Hütte verbesserungswürdig war, kann nicht mit Sicherheit festgestellt werden - dazu wären ortsgleiche Vergleichsmessungen notwendig.

2. Generation - WS2300

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