ine selbstgebaute Wetterstation kann ein spannendes und lehrreiches Projekt sein. In diesem Beitrag werde ich die verschiedenen Möglichkeiten vergleichen, wie die gesammelten Wetterdaten ins Haus übertragen werden können, ohne dass die Wetterstation häufig gewartet werden muss. Das Ziel ist es, eine autarke Wetterstation zu schaffen, die idealerweise ohne regelmäßige Batteriewechsel oder externe Stromversorgung auskommt. Hierzu ist eine energieeffiziente Arbeitsweise und eventuell die Nutzung eines Solarmoduls notwendig.

Datenübertragungsmöglichkeiten im Vergleich

Bluetooth: Bluetooth, insbesondere Bluetooth Low Energy (BLE), ist sehr energiesparend, hat jedoch eine stark begrenzte Reichweite. Die Signale dringen möglicherweise nicht durch Hauswände, was Bluetooth als Option für die Wetterstation in Frage stellt. Dennoch könnte BLE für sehr nah am Haus gelegene Installationen eine Überlegung wert sein.

WLAN: WLAN, besonders im 2,4 GHz Bereich, durchdringt in der Regel problemlos Hauswände und bietet eine akzeptable Reichweite. WLAN ist jedoch nicht besonders energieeffizient. Dieses Problem lässt sich jedoch durch den Einsatz von Mikrocontrollern, die in den Tiefschlafmodus versetzt werden können, teilweise lösen. Diese senden die Daten dann nur in festgelegten Intervallen. WLAN kann eine praktikable Lösung sein, wenn sich die Wetterstation in der Nähe des Hauses befindet und ein stabiler WLAN-Empfang gewährleistet ist.

433 MHz: Die freie Frequenz 433 MHz bietet eine gute Option für die Datenübertragung. Es gibt günstige Module, die an Mikrocontroller angeschlossen werden können. Diese Module haben in der Regel eine Reichweite von mehreren hundert Metern und sind relativ energieeffizient. Diese Frequenz kann durch Wände hindurch gut empfangen werden, was sie zu einer robusten Lösung macht.

868 MHz (LoRa): Das 868 MHz Band, insbesondere LoRa (Long Range), ist speziell für IoT-Anwendungen optimiert und bietet eine hervorragende Reichweite und Energieeffizienz. LoRa-Module können Distanzen von mehreren Kilometern überbrücken, wobei die tatsächliche Reichweite je nach Umgebung variiert. Im Normalfall sollten jedoch mehrere hundert Meter problemlos machbar sein. Es gibt zahlreiche preiswerte LoRa-Module, die sich ideal mit Sensoren kombinieren lassen. Ein Beispiel ist der Heltec v3, der auf einem ESP32 basiert und bereits LoRa integriert hat. Der ESP32 ist zwar nicht besonders energieeffizient, kann jedoch in den Tiefschlafmodus versetzt werden, was ihn zu einer durchaus brauchbaren Option macht.

Der ESP32

Unabhängig von der gewählten Übertragungstechnik wird man wahrscheinlich den ESP32 als Basis verwenden. Dieser Mikrocontroller bietet standardmäßig Bluetooth und WLAN und ist optional auch mit LoRa oder 433 MHz Modulen erhältlich. Der ESP32 ist kostengünstig und bietet genügend Rechenleistung, um eine Vielzahl von Sensordaten zu verarbeiten. Obwohl der ESP32 nicht der energieeffizienteste Mikrocontroller ist, kann durch gezielte Optimierung und die Nutzung des Tiefschlafmodus dennoch eine energieeffiziente Wetterstation realisiert werden.

Weitere Überlegungen zur Energieversorgung

Für den autonomen Betrieb der Wetterstation empfiehlt sich die Nutzung eines Solarmoduls, um die Energieversorgung nachhaltig zu gestalten. Ein Solarmodul kann tagsüber die Batterie aufladen, sodass die Wetterstation auch nachts oder bei bewölktem Himmel zuverlässig arbeitet. Wichtig ist hierbei die Auswahl eines ausreichend dimensionierten Solarmoduls und einer geeigneten Batterie, um die Energieanforderungen der Wetterstation zu decken.

Aus eigener Erfahrung betreibe ich bereits zwei ESP32 im Außenbereich mit einem 10W Solarmodul und einer 3000mAh Batterie. Diese laufen seit über einem Jahr zuverlässig, und die Batterie hält auch während der Wintermonate durch.

Fazit

Die Wahl der richtigen Übertragungsmethode hängt von den spezifischen Anforderungen und Gegebenheiten ab. Wenn die Wetterstation nahe am Haus platziert ist und ein stabiler WLAN-Empfang besteht, kann WLAN eine bequeme Lösung sein. Für größere Entfernungen und eine höhere Energieeffizienz bieten sich jedoch LoRa-Module im 868 MHz Band an. Unabhängig von der gewählten Übertragungsmethode ist die Integration eines Solarmoduls eine empfehlenswerte Option, um die Wetterstation autark und wartungsarm zu betreiben.

Mit diesen Überlegungen und der richtigen Auswahl der Komponenten kann eine selbstgebaute Wetterstation zu einem erfolgreichen und spannenden Projekt werden, das wertvolle Daten liefert und zugleich nachhaltig betrieben wird.