Eine selbstgebaute Wetterstation kann ein spannendes und lehrreiches Projekt sein. In diesem Beitrag werden die verschiedenen Möglichkeiten verglichen, wie die gesammelten Wetterdaten ins Haus übertragen werden können, ohne dass die Wetterstation häufig gewartet werden muss.
Das Ziel ist eine autarke Wetterstation, die idealerweise ohne regelmäßige Batteriewechsel oder externe Stromversorgung auskommt. Dafür sind eine energieeffiziente Arbeitsweise und gegebenenfalls 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 unter Umständen nicht zuverlässig durch Hauswände, was Bluetooth als Übertragungsweg einschränkt. Für sehr nah am Haus installierte Wetterstationen kann BLE dennoch eine Option sein.
WLAN
WLAN, insbesondere im 2,4-GHz-Bereich, durchdringt in der Regel Hauswände problemlos und bietet eine akzeptable Reichweite. Der Nachteil liegt im vergleichsweise hohen Energieverbrauch. Dieser lässt sich jedoch durch den Einsatz von Mikrocontrollern mit Tiefschlafmodus abmildern, indem Daten nur in festen Intervallen übertragen werden. WLAN ist praktikabel, wenn die Wetterstation in Hausnähe steht und stabiler Empfang vorhanden ist.
433 MHz
Die freie Frequenz 433 MHz ist eine robuste Möglichkeit zur Datenübertragung. Günstige Funkmodule lassen sich leicht an Mikrocontroller anbinden und erreichen Reichweiten von mehreren hundert Metern bei relativ geringem Energiebedarf. Die gute Durchdringung von Wänden macht diese Frequenz besonders zuverlässig.
868 MHz (LoRa)
Das 868-MHz-Band, insbesondere LoRa (Long Range), ist für IoT-Anwendungen optimiert und kombiniert sehr große Reichweite mit hoher Energieeffizienz. Je nach Umgebung sind mehrere Kilometer möglich, realistisch sind meist einige hundert Meter. Preiswerte LoRa-Module sind gut verfügbar. Ein Beispiel ist der Heltec v3 auf ESP32-Basis mit integriertem LoRa. Der ESP32 selbst ist zwar nicht besonders sparsam, lässt sich aber effektiv in den Tiefschlaf versetzen.
Der ESP32
Unabhängig von der gewählten Übertragungstechnik wird häufig ein ESP32 als Basis eingesetzt. Er bietet standardmäßig Bluetooth und WLAN und kann mit LoRa- oder 433-MHz-Modulen kombiniert werden. Der ESP32 ist günstig, leistungsfähig und flexibel. Trotz seines relativ hohen Stromverbrauchs lassen sich mit sauberer Software und konsequenter Nutzung des Tiefschlafmodus energieeffiziente Systeme realisieren.
Weitere Überlegungen zur Energieversorgung
Für einen vollständig autonomen Betrieb empfiehlt sich ein Solarmodul. Tagsüber wird die Batterie geladen, sodass die Wetterstation auch nachts und bei schlechtem Wetter zuverlässig läuft. Entscheidend sind eine passende Dimensionierung des Solarmoduls sowie eine geeignete Batterie, die den Energiebedarf abdecken kann.
Aus eigener Erfahrung laufen bereits zwei ESP32-Systeme im Außenbereich mit einem 10-W-Solarmodul und einer 3000-mAh-Batterie. Diese Konfiguration arbeitet seit über einem Jahr stabil, auch über die Wintermonate hinweg.
Fazit
Die Wahl der passenden Übertragungsmethode hängt stark von den örtlichen Gegebenheiten ab. In Hausnähe mit gutem Empfang ist WLAN bequem und einfach umzusetzen. Für größere Entfernungen und maximale Energieeffizienz ist LoRa im 868-MHz-Band klar im Vorteil. Unabhängig davon erhöht ein Solarmodul die Autarkie erheblich und reduziert den Wartungsaufwand.
Mit der richtigen Planung und passenden Komponenten lässt sich so eine zuverlässige, wartungsarme und nachhaltige Wetterstation realisieren.
Kommentare