Die heißen Sommermonate nahen – es ist an der Zeit, eine Wetterstation zu bauen!

In den letzten Jahren ist es fühlbar heißer geworden. Was den einen freut, ist des anderen Leid. In diesem Sommer-Workshop bauen wir zusammen eine präzise Wetterstation, die sowohl für spaßige Freizeitprojekte (Gärtnerei) als auch für ernstere Aufgaben (Regulation des Raumklimas von älteren Menschen mit Dehydrationsrisiko [1]) verwendet werden kann.

Dazu benötigen wir:

• einen Computer mit der Processing IDE und der Arduino IDE (diese Software ist gratis)
• den Klima-Sensor bzw. dass Wetter-Board „BME280“. Dieses misst hochpräzise Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Temperatur
• einen D1 Mini Mikrokontroller (oder irgendeinen anderes Arduino-kompatibles Produkt; Wir verwenden den D1 Mini, weil wir ihn gerade vorrätig dahaben :-))
• (optional: einen LDR-Widerstand zur Bestimmung der UV-Lichtmenge)
• (optional: ein Montage-Shield für den D1 Mini)

Ausgabe am Rechner (im Zeitraffer)

Das Ziel ist also, den Wetterverlauf aufzuzeichnen und auch graphisch wiederzugeben. Eine Zeitraffer-Aufnahme des fertigen Programmes ist unten abgebildet.

Solch ein Graph kann, wie oben bereits angedeutet, vielfach nützlich sein. Man kann sich beispielsweise ein Bild davon machen, welchen klimatischen Bedingungen eine Person den ganzen Tag und (auch die ganze Nacht) über ausgesetzt ist. Dies ist während dieser heißen Tage besonders wichtig bei älteren Menschen, etwa bei Oma und Opa zuhause oder im Pflegeheim; denn ältere Menschen neigen dazu, zu wenig zu trinken und vertragen gleichzeitig die Hitze nicht mehr so gut (vgl. [1]).

Die Wetterstation kann aber auch zum Gärtnern verwendet werden. -- Manchmal ist es nicht uninteressant zu erfahren, welcher Ort die meiste Sonne abbekommt und wo welche Temperaturen herrschen. Auch dies lässt sich mit unserer kleinen Installation in Erfahrung bringen.

Verbindung des Wetterstation-Boards mit dem Mikrokontroller-Board

Zunächst muss die Wetterstation (Abbildung links) mit dem D1 Mini (Abbildung rechts) verbunden werden. Dazu wählen wir das i2c Interface und benutzen die vier eingezeichneten Pins.

Wer mag kann für die Verbindungen ein Montage-Shield verwenden und auch noch eine LDR einlöten, um die Lichtintensität/das UV Licht zu messen.

Anschluss der Wetterstation

Nachdem die Pins verbunden worden sind, bleibt nur mehr, den D1 Mini samt Wetter-Board an einen Computer über USB anzuschließen (siehe Abbildung unten).

Nun kommt die Processing IDE sowie die Arduino IDE ins Spiel. Denn mit diesen Entwicklungsumgebungen programmieren wir einerseits den D1 Mini sowie die graphische Anzeige des Verlaufs der Messwerte am Conputer. Wenn alles geklappt hat, sieht das dann wie in der Abbildung unten aus.

Unter "Ressourcen" ist der jeweilige Code verlinkt.

Ressourcen

[1] Interessanter Artikel (letzer Zugriff: 13.Juli 2022)

[2] Processing Code: https://guelden.info/share/wetterstation_processing.pde

[3] Arduino Code: https://guelden.info/share/wetterstation_arduino.pde