kachelmannwetter.com
Webcam Webcam Niederschlagsverlauf der letzten 24h Aktuelles Radarbild, © FU-Berlin

Station und Technik

Auf dieser Seite finden Sie Erläuterungen zum derzeitigen Equipment, dem Messstandort und weiteren Informationen zur Datenverarbeitung. Auf der Historie-Unterseite können Sie sich über den bisherigen Verlauf der Station informieren.

Der Messstandort

WH1080

Das Thermometer wurde in einer Höhe von 2 m über Grund montiert.

Die Wetterstation befindet sich in Süd-Brieselang, unweit des Bahnhofes und ist seit dem 19. Juni 2013 in Betrieb. Die Messwerte werden seit dem 23.11.2016 dauerhaft gespeichert.

Koordinaten: N52° 34' 50'' E12° 59' 50'', 32 m üNN

Für einen guten Messstandort müssen eine Reihe von Kriterien erfüllt sein, die die lokal-klimatische Repräsentativität und Vergleichbarkeit der Messungen gewährleisten. Es ist u.a. vorgesehen, dass der Standort fern von Gebäuden, Bäumen oder Wällen möglichst frei steht (idealerweise außerhalb einer Siedlung). So nützen beispielweise Temperaturmesswerte wenig, wenn der Temperaturmessfühler direkt vor einer nach Süden zeigenden, häufig extrem warmen Fassade montiert wird. Da die Station aber einfach im Garten aufgebaut wurde, umgeben von einem Waldstück und Einfamilienhäusern, sind die Bedingungen reichlich ungünstig und nur bedingt mit umliegenden Wetterstationen vergleichbar. Dennoch wird aus technischer Sicht versucht, möglichste exakte Messungen aus den gegebenen Bedingungen zu realisieren.

Grundlegenes Equipment

Kernstück der Wetterstation bildet das einfach gestaltete All-in-one-Einsteigermodell Ventus W830. Dieser Typ wird international von vielen Handelsfirmen unter zahllosen Produktbezeichnungen günstig verkauft. Es besitzt eine Außeneinheit, in der alle Außensensoren zusammengefasst sind, sowie eine Konsole zur Anzeige der Messwerte. Sämtliche Sensoren werden alle 16 s abgefragt. Sie besitzt eine einfache Summierungsfunktion für die Niederschlagsmesswerte, erfasst Extremwerte und ist über eine Smartphone-App konfigurierbar, sodass die Werte u.a. an Weather Underground in eine Cloud gesendet werden können. Die Anbindung ins Netzwerk erfolgt über eine WLAN-Schnittstellte.

Folgende Messwerte werden derzeit erfasst:

Tabelle: Übersicht der Messgrößen der Ventus W830.
MessgrößeMessortMessbereichAuflösungFehler
Temperaturaußen
innen
-25 - 60°C
-10 - 60°C
0.1°C
0.1°C
±1°C
±1°C
relative Luftfeuchtigkeitaußen
innen
10 - 99 %
10 - 99 %
1 %
1 %
±5 %
±5 %
Niederschlagaußen-0.254 mm5 %
Beleuchtungsstärkeaußen0 - 400 klx-±15 %
Windrichtungaußen0 - 360°--
Windgeschwindigkeitaußen0 - 50 m s-10.28 m s-1±1 m s-1 (< 5 m s-1); ±10 % (>= 5 m s-1)
Luftdruckinnen300 - 1100 hPa0.1 hPa±3 hPa (700 - 1100 hPa)

Datenfluss

Achtung: Dieser Abschnitt befindet sich derzeit in Überarbeitung.

W830 Datenfluss
Datenfluss der W830.

Achtung: der folgende Textabschnitt ist veraltet!

Neben einer zentralen Konsole, die mit den Messgeräten in Verbindung steht, werden folgende Sensoren mitgeliefert:

Ca. alle 2min (deutlich verkürzt bei hohen Windgeschwindigkeiten) tastet die Sendeeinheit den Temperatur- und Feuchtesensor ab. Zur Messung der Niederschlagsmenge und der Windgeschwindigkeit kommen einfache Reedkontakte zum Einsatz, wobei die Sendeeinheit die Anzahl der Schaltimpulse zusammen mit den Temperatur- und Feuchtemesswerten drahtlos zur Konsole sendet. Anschließend werden die Messwerte von der Konsole ausgewertet, auf dem Display dargestellt und in den internen Speicher geschrieben. Die Daten können mit einem an der Konsole vorhanden RS232-Anschluss an einen PC übertragen und mit einem mitgeliferten Programm für Windows ausgelesen bzw. dargestellt werden.

Raspberry Pi Modell B

Raspberry Pi, Modell B.

In Kombination mit einem Desktop-PC wäre diese Form des permanenten Auselesens alles andere als energiesparend. Stattdessen wird ein preisgünstiger Raspberry Pi (Modell B) als Datenlogger und Scripting-Plattform eingesetzt. Dieser mit 700-1000MHz CPU-Takt betreibbare Einplatinenrechner im Kreditkartenformat bietet die Rechenleistung eines etwa 15 Jahre alten Desktop-PC's und wurde als universelle Lern- und Bastelplattform für allerlei technische und programmierseitige Anwendungen konzipiert.

Setup

Das Setup (Hier mit der Station WH1080).

Der Prozessor des Raspberrys ist zwar verhältnismäßig leistungsschwach, dafür aber sehr energiesparend und für kleine Programmieraufgaben mehr als ausreichend. Die gesamte Platine fordert bei maximaler Last nicht mehr als 3,5W und kann mit einem handelsüblichen 1000mA-Micro-USB-Netzteil betrieben werden. Statt Windows kommt (freies) Linux zum Einsatz. Speziell für den Raspberry wurde die schlanke Raspian-Distribution entwickelt, die für die Anforderungen des Minirechners ausgelegt ist. Weitere Informationen zum Raspberry Pi gibts auf der Homepage.

Auf den Pi habe ich außerdem wview installiert. Diese Software bietet neben einem passenden Treiber eine ganze Reihe einfach einzurichtender Funktionen für zahlreiche gängige Wetterstationen. Die gelesenen Daten können z.B. live geplottet und auf einen FTP-Server hochgeladen oder die Messwerte kalibriert werden. Außerdem liefert die Software vorgefertigte html-Seiten und ein 5-minütlich aufgelöstet Archiv mit, das per MySQL ausgelesen werden kann.

Strahlungsschutz des Thermometers - die Lamellenschutzhütte

Lamellenschutzhütten

Rechts die selbstgebaute, links davon die mitgelieferte Lamellenschutzhütte der WH1080. Die Schutzhütte der WS2300 ist noch einfacher konstruiert.

Schutzhüttenbau

Lamellenschutzhütte im Bau.

Da der mitgelieferte Strahlungsschutz der WS2300 relativ einfach konstruiert ist, kommt es bei starker Sonneneinstrahlung zu relativ hohen Temperaturmessfehlern. Aus diesem Grund habe ich eine eigene, mit einem Ventilator ausgestatte Lamellenschutzhütte aus ganz einfachen Blumentopfuntersetzern gebaut, welche den professionellen Hütten nachempfunden ist. Die aus Kunststoff bestehenden Untersetzer werden mit drei Gewindestangen und Abstandshülsen zusammengehalten, wobei die Funk- und Temperatureinheit am Boden der Hütte montiert ist. Der Abstand der "Lamellen" ist dabei so gewählt, dass keine reflektierte Strahlung vom Boden in den Innenraum der Hütte eindringen und die Messwerte verfälschen kann. Gleichzeitig sorgt die verhältnismäßig offene Bauweise für eine gute Durchlüftung mit Außenluft, sobald es etwas windig ist.

Trotzdem kann sich eine solche Hütte in der Sonne rasch erwärmen, was besonders bei windschwachen Wetterlagen zu einem störenden Wärmestau führt. Um dem zuvorzukommen, ist ganz oben ein einfacher 92mm-Lüfter eingebaut. Das Ding saugt die Umgebungsluft seitlich in die Hütte hinein, führt sie an der Thermometereinheit mehr oder weniger vorbei und oben durch einen der Lamellenschlitze wieder ab. Den nötigen Strom liefert ein kleines 5W-Solarpanel (ohne Akku/Laderegler).

Die ganze Konstruktion hat sich bisher ganz gut bewährt. Trotzdem gibt es bei kräftiger Sonneneinstrahlung noch geringfügige Abweichungen im Bezug auf umliegende Wetterstationen. Ob das mikroklimatisch bedingt ist (die offiziellen Wetterstationen stehen auf offenem Gelände) oder der Aufbau der Hütte zu wünschen übrig lässt, kann nicht mit Sicherheit festgestellt werden - dazu wären ortsgleiche Vergleichsmessungen notwendig.