Noch eine Wetterstation? Ich weiß, dass es im Netz nur so von Beiträgen dieser Art wimmelt, aber jeder Beitrag hat letztendlich seine eigene Note!
Sensoren für Umwelt- und Wettermessungen gibt es online für kleines Geld – wenn man direkt aus China kauft bekommt man die Sensoren fast nachgeschmissen.
Die erste Frage, die sich beim Aufbau einer Messstation stellt, ist die Frage nach dem geeigneten Board. Man findet viele Beispiele, die den Raspberry Pi einsetzen, aber meiner Meinung nach würde man in diesem Fall mit Kanonen auf Spatzen schießen. Der Raspi würde sich die meiste Zeit langweilen. Außerdem ist er von allen Boards die teuerste Variante, selbst der Raspberry Zero kostet noch um die 20 €.
Der Arduino ist schon ein Stück preiswerter, in der Version Arduino Nano bekommt man ihn für ca. 5€. Hier steht man allerdings vor dem Problem, dass es keine direkte Implementierung von LAN, WLAN oder ähnlichem gibt – das muss man noch extra nachrüsten, was den Preis in die Höhe treibt.
Ich bin dann letztendlich beim ESP8266 gelandet. Die einfachste Version, ESP-01, bekommt man bereits für etwas mehr als 2€ pro Stück. (Eine ausführlichere Beschreibung des ESP-01 in einem anderen Blog!) Er hat bereits ein WLAN-Modul onboard sowie 1MB Speicher für Programme. Um einen Temperatursensor (z.B. den Dallas DS18B20), einen Temperatur-/Luftfeuchtigkeitssensor (z.B. DHT22) oder selbst einen Sensor für Temperatur, Feuchte und Luftdruck (BME/BMP 280) zu betreiben, reicht er völlig aus.
Der grundsätzliche Aufbau ist absolut simpel: Man verbindet jeweils Masse (Ground) des Sensors mit Masse des ESP, entprechens VCC mit VCC. Die Datenleitung wird einmal mit dem IO02-Pin des ESP verbunden sowie über einen 4,2k Widerstand auf 3,3V gelegt. Hier das Beispiel-Layout für des DS18B20:
Als Spannungsquelle habe ich hier zwei AA-Batterien gesetzt. Man kann natürlich die ca 3,3V auf jede beliebige Weise bereitstellen. Ich habe z.B. alte Steckernetzteile von irgendwelchem Elektronikschrott reaktiviert und über Step-Down-Regler auf 3,3V herunter geregelt. (Man sollte da nicht gerade ein 12V Netzteil nehmen – dann fängt der Stepdown-Regler ganz ordentlich an zu heizen!)
Fehlt noch die Software („Firmware“) für den ESP und der Sensor kann seine Daten liefern. Für das Ausliefern der Daten gibt es natürlich gleich wieder eine Vielzahl von Möglichkeiten – Speichern auf einem Server, Abruf von einer Webpage (der ESP kann als Webserver arbeiten), Anschluss an einen MQTT-Broker …
Ich habe mich für eine Kombination aus MQTT und Webpage entschieden. Zunächst MQTT, weil es eine super simple Art ist, die Daten anderen Geräten zur Verfügung zu stellen, dann die Webpage, weil es mir darüber möglich ist, weitere Infos abzurufen sowie Einstellungen am ESP zu verändern.
Für den MQTT-Broker habe ich meinen ältesten Raspberry B2 ausgesucht – darauf läuft der Broker ohne Probleme, zusätzlich betreibe ich darauf noch NodeRed um die eingehenden Daten graphisch aufzubereiten und zu veröffentlichen und letztendlich habe ich auf den Raspi noch einen BME/BMP 280 und einen 433MHz-Sender gesteckt, so dass der Raspi in dem Raum, in dem er steht (mein Büro) Luftdruck, Temperatur und Feuchte misst, der 433MHz-Sender steuert meine alten Funksteckdosen.
Die Details werde ich in weiteren Blog-Beiträgen veröffentlichen!