Ein Sensorsystem im Baukasten-Format zur Wetterdatenerfassung

Die ModularWeatherStation (MWS)

Das Klima verändert sich. Auf natürliche Weise sehr langsam, doch dank der steigenen Anzahl von Treibhausgasen aus Menschenhand in der Atmosphäre beschleunigt sich der Klimawandel immer weiter. Inzwischen erwärmt sich die Erde so schnell, dass sogar schon lokale Effekte mit einfachem Messequipment ablesbar sind. Und nicht nur die Temperatur ändert sich: auch Wetterereignisse wie Regen, andere Klimadaten wie der Methan-Gehalt und die UV-Einstrahlung verändert sich.

Deshalb habe ich letztes Jahr begonnen, eine universelle Hardwareplatform zu entwickeln, die viele verschiedene Sensorsysteme miteinnander zuverlässig verbindet und die Daten per WiFi in eine selbstgehostete Datenbank schreibt. Diese Datenbank kann auch direkt Graphen aus den Daten erstellen, um Trends ohne großen Aufwand ablesen zu können. Für tiefere Analysen besteht die Möglichkeit eines Exports der Rohdaten in das Datenformat .csv, damit aus den großen Datensätzen (bis zu 100.000.000 Einträge und Messpunkte)

Die erste Bestückte Leiterplatte der ModularWeatherStation

Ein Überblick

(Zum genauen Aufbau und der Entwicklung habe ich in meinem Blog näheres geschrieben)

Im Herzen der Hardwareplattform liegt eine selbstentwickelte Leiterplatte, welche mit einem 32-Bit-Microprozessor der Firma “Espressif Systems” (ESP2866 oder ESP32) bestückt ist. Neben verschiedenen Spannungspegelwandlern stehen außerdem Informations-LEDs und Steckplätze für Erweiterungsmodule zur verfügung.

Eine Auswahl der möglichen Sensoren

Da das Projekt auf langfristige, zuverlässige Messergebnisse ausgelegt ist, ist Redundanz ein wichtiges Feature in der Hardwareentwicklung: Praktisch jedes Modul und jeder Sensor kann doppelt bestückt werden. Es können bis zu 6 Temperatursensoren installiert werden, damit kann eine unschlagbare Redundanz erreicht werden. Neben der 6-Fachen Redundanz gibt es bei den Temperatursensoren auch die Möglichkeit, zwei der Sensoren im Boden zu versenken und damit stabilere Bodentemperaturen messen zu können.

Das Dashboard der Wetterstation
Die Version 1 der Leiterplatte
Die erste Wetterstation, die gebaut wurde. Mit einem 3D-Gedruckten Gehäuse und Plexiglas-Oberplatte. Diese Einheit befindet sich zum Zeitpunkt der Fotoaufnahme circa 6 Monate im 25/7 Einsatz.

Weitere Informationen zu dem Projekt finden sich in meinem Blog und auf Github, wo auch die aktuellen Projektdateien sich herunterladen lassen.