Funktionsbeschreibung

Wetterstation Hirschgeweih

Ein Bastelprojekt

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Alle Komponenten werden später in dieser Dokumentation noch genauer beschrieben. In diesem Abschnitt geht es nur um das Zusammenspiel der einzelnen Aggregate. Die Wetterstation besteht aus zwei Baugruppen: Außen- und Innenanlage. Die Kommunikation zwischen beiden Stationen erfolgt durch Funkübertragung. Zentrale Figur nimmt hier das Funkmodul „RFM12“ ein. Die Außenanlage ist der Sender, die Innenanlage ist der Empfänger. Sender und Empfänger müssen stabil arbeiten. Aus diesem Grund wurde zuerst eine Testschaltung aufgebaut und der Datenaustausch einige Wochen kontrolliert. Muss eine größere Distanz als 30 Meter überbrückt werden, so ist aus meiner Sicht der RFM12 nicht geeignet. Dann sollte man die teureren XBEE – Module einsetzen. Ein Solarmodul mit Regler und Akku dient als Stromversorgung (Siehe Energieversorgung). Die Außenanlage stellt folgende Messwerte zur Verfügung:

Temperatur in Grad Celsius und die relative Luftfeuchte in Prozent. Beide Messgrößen sind in einem Baustein (Hygrometer) integriert. Zum Einsatz kommt hier der Feuchtesensor HYT-221 von der Schweizer Firma IST-AG. Der 24.- Euro teure Sensor benötigt einen Strom von 22 µA. Mittels I²C-Zweidrahtbus liefert er die Messwerte.

Luftdruck in Hekto Pascal. Ich verwende das Barometer MPL115A2 von Freescale Semiconductor. Auch hier wird der Luftdruck mit dem I²C-Zweidrahtbus ausgelesen. Mit 3,5µA Stromverbrauch ist er bestimmt kein Stromfresser. 9,50.- Euro musste ich für den Baustein bezahlen.

Anemometer, Windgeschwindigkeit in Meter oder Kilometer pro Sekunde. Pro Umdrehung liefert das Anemometer ein digitales Signal. Mittels Magnet und Reedkontaktschalter wird das Signal berührungslos erzeugt.

Windrichtung in Winkelpositionen von 0 bis 360°. Ein 10 k? Potentiometer (ohne Anschlag) liefert hier das Signal.

Niederschlagsmenge in Liter pro Quadratmeter Fläche. Dieses Messgerät arbeitet nach dem Prinzip „Kippwaage“. Nach jedem Kippvorgang liefert es ein digitales Signal.

Ein PIC16876A Mikrocontroller sammelt diese Messwerte ein und erstellt daraus einen Datensatz von 32 Byte Länge (CSV-String). Anschließend wird ein Sendekommando zum Funkmodul RFM12 abgesetzt. Die Innenanlage (Empfänger) erhält diesen Datensatz und visualisiert die Daten auf dem Monitor. Dieser Vorgang wird alle 10 Sekunden wiederholt. Die Distanz zwischen Sender und Empfänger beträgt 23 Meter mit zwei Mauerwänden dazwischen. Die Empfängerstation(en)…es können beliebig viele sein) steht bei mir im Wohnzimmer. Sie besteht aus einem Raspberry Pi, drei Zoll Monitor, 12V Netzteil und ein Gehäuse. Das Programm für den Mikrocontroller wurde in „C“ geschrieben. Die Programmiersprache „Python 2.7“ wurde beim Raspberry PI eingesetzt. Beide Applikationen laufen im rund um die Uhr Betrieb.

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