Dieses Projekt stammt von unserem Gastautor

DIYDeutschland

Hallo, ich bin Henrik von DIYDeutschland! Ich tüftle gerne an komplexen Problemstellungen und stelle euch die Lösungen auf meinem YouTube Kanal zur Verfügung :)

Die autarke Wetterstation (Teil 1 – Hardware)  

Die autarke Wetterstation (Teil 1 – Hardware)

Hallo zusammen! Heute zeige ich, wie ich mir meine ganz eigene, solarbetriebene Wetterstation gebaut habe.
Die Idee entstand daraus, Wetterdaten selbstständig aufzeichnen und auswerten zu können, und nicht auf oftmals unpräzise Wetterdienste angewiesen zu sein.
Alle 3D-Modelle sowie den Code gibt es auf meiner Patreon-Seite: https://www.patreon.com/user?u=4444828

Das Projekt

Geeignet für: Fortgeschrittene

Zeitaufwand: ca. 8 Stunden

Das benötigen Sie: Solarplatte, Batterie-Laderegler, Batterie 12V, Aluwinkel, Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, LDR, NodeMCU, Raspberry Pi 3B+, Anemometer

Die Konstruktion

Das Grundgerüst

Im ersten Schritt habe ich das Grundgerüst für meine Station zusammengebaut.

Da ich ein relativ großes Solarpanel verwende, habe ich mich für eine massive Aluminiumkonstruktion (20x20mm Vierkantrohr) entschieden, die von 3D-Gedruckten Winkeln zusammengehalten wird.
Die Länge der Aluminiumstangen muss je nach Größe des Panels variiert werden.

Nachdem das Grundgerüst fertig montiert ist, kann das Solarpanel mittels 4 Schrauben auf den Profilen montiert werden. Dies habe ich mit vier M5x25 Schrauben gemacht.

Um die Sensorik später schöner zu befestigen, habe ich mittels zweier kurzer Aluminiumstücke zwei kleine Aufnahmen gemacht, an denen die Sensorik dann befestigt werden kann.

 

Die Sensorik

Als Anemometer kam ein Eltako-Anemometer zum Einsatz, zur Messung der Temperatur und Feuchtigkeit ein DHT22 und für die Lichtstärke ein LDR. Die Sensorik wird an ein ESP8266 angeschlossen, welches die empfangenen Daten via MQTT an einen Mosquitto Broker sendet (läuft auf einen RPI). Node RED greift dann auf die empfangenen Telegramme zu und speist die Visualisierung damit.

Bevor es ans Programmieren geht, muss allerdings erst die Hardware fertig gestellt werden.
Die Sensorik habe ich unter einer selbst konstruierten und gedruckten Haube montiert, welche den DHT22 vor Wasser schützt, gleichzeitig aber Luftzirkulation zulässt, sodass die Werte nicht durch Stauhitze manipuliert werden. Der LDR wird wasserdicht auf der Oberseite der Haube verklebt.

Das Anemometer habe ich mittels der mitgelieferten Halterung an dem anderen Aluprofil montiert.

Die Verkabelung

Nun zur Verkabelung. Der DHT22 verfügt über vier Pins, von denen wir drei benötigen. Von links nach rechts gelesen sind das VCC, DATA, NC und GND. VCC wird an 3,3V der NodeMCU angeschlossen, GND and Masse und der DATA Pin an D2 an der NodeMCU.

Der LDR wird ebenfalls mit 3,3V versorgt. Allerdings wird ausgangsseitig ein Kabel für den Messwert, sowie ein Kabel, das an einen 1,5 kOhm Widerstand in Reihe geschalten wird, verlötet. Dieses wird auch an Masse angeschlossen. Der so kreierte Datenausgang wird an A0, den Analogeingang der MCU angeschlossen.

Dasselbe wird mit dem Anemometer gemacht, nur dass hier der Widerstand 10kOhm groß ist, und der Daten Pin an D7 der MCU angeschlossen wird.
Nun werden alle Kabel in eine wasserdichte Box geführt und dort auf dem Steckbrett angeschlossen.
In die Kiste kommt zudem auch noch eine Batterie (12V Blei-Gel) und ein Solarlademodul (12V, 6A).
Die beiden Kabel der Solarplatte werden an den entsprechenden Eingang des Ladereglers angeschlossen, Die Batterie an den Batterieeingang und die NodeMCU an den Verbraucherausgang.
Die ausgehenden 12V werden and er NodeMCU dann aber an Vin angeschlossen, da dieser Eingang bis zu 20V verträgt.

Nun muss noch der Sketch auf die NodeMCU aufgespielt, und mittels Node Red ein Dashboard angelegt werden.

Dies behandeln wir allerdings im zweiten Teil meines Projekts.

 

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