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Private Wetterstation Osterrönfeld
Standort und Technik

Aktueller Zustand der Station:

Die Elektronik, samt Wetterdatenrechner (Raspberry Pi3), Festplatte usw. befindet sich im Schaltschrank außen am Mast. Der Schaltschrank trägt die Bezeichnung BOB für Bodenbox. Eine Klimatisierung ist daher notwendig. Das Mikroklima im Schaltschrank ist hier jeweils über den Zeitraum 24 Stunden und 7 Tage abgebildet. Aktuelle Meldungen werden am rechten Seitenrand angezeigt.

24h Schaltschrank
Tagesaktuelles Klima im Schaltschrank BOB.
7d Schaltschrank
Wochenwerte, Mikroklima in BOB.

Verwendete Software

Welche Software läuft den nun auf der Wetterstation?

Kurze Antwort: "Meine!" Ausführliche Antwort: Zunächst ist da der RaspberryPi mit seinem Betriebssystem von DEBIAN. Das ist der Standard. Die erste Reihe von Programmen, erstellt mit der Scriptsprache python3, fragen jeweils einmal die verschiedenen Sensoren ab und schreiben die Messwerte in eine Datenbank. Den Datenbankserver habe ich vorher installiert und auch die entsprechenden Tabellen, in denen die Werte abgelegt werden eingerichtet.

Download Programmbeispiel


Als nächstes gibt es eine zweite Reihe von Programmen die die Daten eines bestimmten Zeitraumes, z. B. die letzten 24 Stunden oder die letzten 7 Tage, auslesen und in einen speziellen Format in seperaten Datendateien abspeichern. Anschließend generieren diese Programme weitere Programme (genauer gnuplot-Scripte und starten diese auch.
Download Programmbeispiel
Download Datenbeispiel

Die gnuplot-scripte beginnen jetzt damit die zuvor abgespeicherten Datendateien einzulesen und daraus nach meinen Vorgaben verschiedene Diagramme zu erzeugen.

Für eine regelmäßige Aktualisierung der Homepage, müsste ich diesen Ablauf jedesmal von Hand starten und dann auch noch die Dateien auf die Webseite laden. Stattdessen starte ich diese Programme regelmäßig über eine Art betriebssysteminterne ToDo-Liste (crontab -e) regelmäßig. Die aktuellen Daten müssen jetzt noch hochgeladen werden. Auch das passiert automatisch mit einem weiteren selbstgeschriebenen Script. Es wählt sich in den FTP-Server meiner webseite ein und schiebt die aktuellen Diagramme und Informationen auf die Webseite.
Datenbeispiel

Es bleiben noch die monatlichen Auswertungen der Windgeschwindigkeiten. Auch dazu habe ich eine, aktuell noch halbautomatische Software geschrieben. Ich muss von Hand die entsprechenden Werte aus der Datenbank in eine Datei schreiben und diese dann verarbeiten lassen. Anschließend die Diagramme hochladen und von Hand in die Webseite einbinden. Auch das möchte ich noch automatisieren...

Dazu kommt noch weitere Software, z.B. zur Regelung der Klimatisierung im Schaltschrank, für die Darstellung von diversen Messwerten auf der 16-stelligen 7-Segment-Anzeige oder die Ansteuerung der Winde für das Verfahren des Mastes. Einige Teile der verschiedenen Programme sind natürlich durch Anregungen aus dem Internet entstanden und weiterentwickelt. Der allergrößte Teil ist jedoch in Eigenleistung programmiert. Verwenden Sie die Codeschnipsel als Anregung für eigene Projekte.

Osterrönfeld in Schleswig-Holstein …

… ist mit etwas über 5100 Einwohnern (Stand April 2018) größter Teil des Amtes Eiderkanal. Die Gemeinde liegt direkt am Südufer des Nord-Ostsee-Kanal und grenzt im Westen an die Nachbargemeinde Westerrönfeld und im Osten an Schacht-Audorf.

Der nördlichste Teil der Gemeinde wird durch die in West-Ost-Richtung verlaufende B202 vom größten Teil der Gemeinde abgeschnitten. Im Westen quetscht sich die B202, für eine kurze Strecke über die in Nord-Süd-Richtung verlaufende B77 geführt, durch die Rendsburger Tunnelbaustelle und im Osten kann der Kanal noch über die marode Autobahnbrücke überquert werden.

Apfelblüte im Frühling
Apfelblüte im Frühling
Sommer und Kornblumen
Sommer und Kornblumen, ©2018 H. Kelm
Herbst am Kanal
Herbst am Kanal, ©2017 H. Kelm
Winter in Osterrönfeld
Winter in Osterrönfeld, ©2016 H. Kelm

In diesem schmalen Streifen steht seit 2015 meine Funk-Wetterstation WS 2500 von ELV. Gemessen werden Windrichtung und -geschwindigkeit, Lufttemperatur und -feuchte sowie der Luftdruck. Im März habe ich die Station um einen Feinstaubsensor erweitert.
Die genaue Position der Station lautet: 54°17'34,2 Nord und 9°41'19,5 Ost.

Funk-Wetterstation WS2500

Die Wetterstation der Firma ELV Elektronik AG wird nicht mehr produziert. Über verschiedene Foren ist es möglich noch Ersatzteile und Sensoren zu erhalten, oder auch Hilfe zu verschiedenen Themen zu erfragen. Im Forum wetterstationen.info finden sich eine ganze Reihe von Eigentümern dieser Station und diskutieren Hard- und Softwarethemen. Eine häufig eingesetzte Software zum Auslesen der Daten wurde von Reiner Krienke entwickelt. Sein Programm und eine vollständige Anleitung findet sich auf seinen Technik-Blog.

Ich verwende diese Software ebenfalls und habe sie ganz leicht an die Bedingungen auf einem Raspberry Pi angepasst. Da die WS2500 nicht mehr hergestellt hat Krienke die Software an die häufig eingesetzte Station Davis Vantage angepasst. Diese Station darf als aktueller Standard im Amateurbereich angesehen werden.

Eine weitere ausführliche Hilfestellung wie die serielle Schnittstelle der WS an einen PC (oder Raspberry) angeschlossen werden kann bietet Elchs-Kramkiste. Die grundlegenden Infos über serielle Schnittstellen lassen sich im Elektronik Kompendium oder bei AirBorn Electronics nachlesen.

Funk-Wetterstation Ws2500
Wetterstation

Die WS besitzt in meiner Ausstattungsklasse die folgenden Sensoren:

  • Windsensor S 2000W (Betriebsbereit am Mast)
  • Regensensor S 2000 R (außer Betrieb)
  • Helligkeitssensor S 2500 H (außer Betrieb)
  • Temperatur-/Feuchte-Außensensor S2001 A (Betriebsbereit am Mast)
  • Temperatur-/Feuchte-Innensensor (Betriebsbereit an der Station)
  • Luftdrucksensor (Betriebsbereit an der Station)

Die Sensoren senden ihre Daten alle drei Minuten. Die Station selbst zeigt dann den jeweils über 15 Minuten gemittelten Wert an. Die Einzelmesswerte werden leider nicht gespeichert. Täglich um 3 Uhr Nachts wird die interne Uhr der Station durch ein DCF-Funksignal synchronisiert. Morgens um 7 Uhr 30 ermittelt die Station die per Funksignal angeschlossenen Sensoren und nimmt evtl. verlorene Sensoren wieder auf.

Die Auflösung und Genauigkeit der einzelnen Sensoren ist erträglich - außer bei der Windgeschwindigkeit. Für meteorologische Ansprüche mag es reichen. Zur Windpotenzialabschätzung eines Standortes sind 3% allerdings viel zu viel. Die oben erwähnte Davis Vantage ist, obwohl deutlich proffessioneller und besser ausgestattet, aus genau diesem Grund für mich kein akzeptabler Nachfolger.

Technische Daten

Sensor Meßbereich Auflösung Genauigkeit
Temperaturbereich
innen
0,0 °C … +70 °C 0,1 °C ±1 °C
Temperaturbereich
außen
-30,0 °C … +70 °C 0,1 °C 1 °C
rel. Feuchte +20 % … +95 % 1 % 8 %
Luftdruck 800 … 1100 hPa 1 hPa ±1 hPa
Windgeschwindigkeit 0 … 200 km/h 0,1 km/h 3 % ±1 km/h
Windrichtung 0 … 360 Grad 5 Grad keine Angabe

Auf dem Raspberry läuft neben einer MySQL-Datenbank, in der die Daten der Wetterstation abgelegt werden auch das Programm von Krienke um die Daten grafisch aufbereitet über einen Apache-Webserver zur Verfügung zu stellen. Für die monatlichen und jährlichen Auswertungen verwende ich mein eigenes Programm wisys2500-0.09.cgi - ein Perl-Script. Es liest die aus der Datenbank exportierten Messergebnisse ein und verarbeitet sie nach benutzerdefinierten Vorgaben. So kann z.B. gewählt werden, wie viele Sektoren eine Windrose besitzen soll.

Mit der Software gnuplot werden daraus dann Diagramme mit einheitlichem Design. Zur Zeit sind diese Aufgaben noch nicht automatisiert - ich muss also jeden Monat eigenhändig auswerten.