Bei einer wandhängenden, sonnengeschützten Montage der Dose (auf der Nordseite eine Gartenhauses, unter den Dachüberstand) zeigt sich bei exemplarischenMessungen kein Unterschied, ob der Temperatursensor innen oder außen an der Dose angebracht ist. Das Ergebnis überrascht da sich in der Dose ein Raspberry Zero WH mit einer Verlustleistung von etwa 600mW befindet. Zur Kontrolle dienen Vergleichsdaten des Wetterdienstes OpenWeatherMap. Die Messungen „Klimadaten im Vergleich“ zeigen: Temperatur und Luftfeuchte selber zu messen kann sinnvoll sein.
Stand 13.03.2022
Abb. 1: Screenshot einer Messung.
Messaufbau
Der Messaufbau besteht aus einem kombinierten Luftfeuchte / Temperaturmesser DHT22 und einem kombiniertet Luftdruck / Temperaturmesser BMP280. Beide sind an einem Raspberry Pi Zero WH angeschlossen. Der gesamte Aufbau befindet sich in regengeschützt einer Butterbrotdose (Werbematerial der Hochschule Niederrhein, aus blauem transluzentem Kunststoff). Die Dose ist an der Unterseite mit einem Loch (4 cm Durchmesser) versehen. Das Loch belüftet die Dose und dient der Kabeldurchführung (Spannungsversorgung des Raspberry Pi).
Der Schaltungsaufbau ist auf einem Steckbrett (Breadboard) realisiert. Der BMP280 befindet sich auf dem Steckbrett, der DHT22 ist mit drei Jumper-Kabeln nach außen geführt. Mit einer 3mm Schraube ist der DHT22 außen direkt neben dem Loch befestigt. Zwei Holzleisten gewähren eine ausreichende Belüftung. Die Holzleisten sind mit doppelseitigem Klebeband unten an der Lochseite der Dose befestigt.
Die Dose ist in vertikaler Ausrichtung an einer vor Regen und Sonneneinstrahlung geschützten Stelle an einer Holzwand befestigt (Abb. 2).
Abb. 2: Anbringen der Dose mit Raspberry Pi und Sensoren für die Messung. Links daneben hängt die Futterflasche mit Sonnenblumenkernen für die Meisen.
Messergebnisse
Die Ergebnisse der Messungen (Temperatur T in °C, relative Luftfeuchte Hum in %, Luftdruck p in mbar) sind in Tab. 1 gelistet, Ein Screenshot einer Einzelmessung in Abb. 1.
Zeitpunkt Tinnen Taußen Towm Hum Humowm P. Powm Wetter
°C °C °C % % mbar mbar
BMP DHT DHT BMP. (Sicht)
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13.03.2022 7:44 7,1 7,1 7,5 44,4 50 1012,2 1013 bedeckt
13.03.2022 9:38 10,0 9,4 9,0 42,7 44 1012,3 1013 bedeckt
13.03.2022 11:44 15,5 14,5 13,7 36,6 38 1011,6 1012 sonnig
13.03.2022 14:46 19,9 19,2 15,0 36,1 45 1009,9 1011 sonnig
13.03.2022 20:50 12,3. 12,5 12,8 59,7 68 1013,7 1014 trocken
14.03.2022 07:21 8,4 8,5 8,8 86,3 91 1019,8 1019 bedeckt
14.03.2022 16:42 15,1 14,8 14,8. 58,9 58 1024,0 1024 sonnig mit Wolken
15.03.2022 10:11 8,2 7,9 7,8 78,3 80 1023,0 1024 bedeckt
15.03.2022 19:57. 7,5 8,2 8,6 78,8 82 1021,2 1021 dunkel, trocken
Tab. 1: Ergebnisse von Einzelmessungen mit „owm“ sind Daten des Wetterdienstes gekennzeichnet
Interpretation und Fazit: Klimadaten im Vergleich
Die Innen- und Außentemperaturen sind im Rahmen der Messgenauigkeit der Sensoren vergleichbar. Damit kann eine Klimastation auch mit einer Innen-Anbringung der Sensoren betrieben werden.
Der gemessene Luftdruck weicht nur unmaßgeblich vom Luftdruck des Wetterdienstes ab. Bei eine Messung in Bodennähe kann folglich auf eine eigene Messung verzichtet werden.
In Kombination mit Messungen an anderen Standorten (Projekt Biene40, noch nicht veröffentlicht) zeigt sich, dass Temperatur und relative Luftfeuchte sehr kleinräumige Phänomene sind und es Abweichungen von Daten von Wetterdiensten gibt. Gemessene Temperaturverläufe über die Zeit werden durch Daten von Wetterdiensten zu lediglich bis zu 85% (Bestimmtheitsmaß R zum Quadrat) erklärt, die Erkläung der Feuchte ist noch geringer. Es kann sich lohnen, selber Messreihen an interessierenden Standorten vorzunehmen, z. B. um die Eignung als Standplatz für die Bienenhaltung (Imkerei) zu ermitteln* oder die Klimawirkung von Luftschneisen bei der Stadtplanung (Smart City) post-hoc zu beurteilen.
(*) Sensorik für solche Beurteilungen bereit zu stellen ist Ziel des Forschungsprojektes Biene40.