MKR WAN – Wetterstation nicht ganz einfach

MKR WAN 1300 und MKR ENV Shield

Zu Anfang des Jahres habe ich hier bereits einmal über die Idee einer Mini-Wetterstation berichtet: Man nehme einen Arduino MKR WAN 1300 und setze ein ENV Shield darauf. Dieses Shield hat die üblichen Sensoren für Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit, aber auch einen Lichtsensor und einen UV-Sensor. Im Prinzip sehr schön, aber im Detail nicht ganz so einfach.

Solar Panel

Eine derartige Mini-Wetterstation sollte sich idealerweise draußen frei bewegen lassen. Mit dem MKR WAN lassen sich die Daten sehr gut über ein LoRAWAN, z.B. TTN, übertragen. Aber auch die Stromversorgung sollte unabhängig von der Steckdose sein.

Solar Panel 5W/1A

Diese Überlegung hat zur Anschaffung eines Solar Panels 5W/1A mit einem Waveshare Solar Power Management und einem LiPo-Akku 3,7 V 2500 mAh geführt.

Waveshare Power Management Modul und LiPo-Akku

Die Teile können einfach zusammengesteckt werden und liefern damit die erforderliche Spannung zum Betreiben kleiner Bausätze, z.B. des oben beschriebenen MKR WAN 1300 mit ENV Shield. Dabei sind dem Akku engen Grenzen gesetzt, doch am Tag wird automatisch das Panel zugeschaltet, so dass der Versuchsaufbau etwa 4 Tage betrieben werden konnte.

Die augenblickliche Schönwetterperiode zeigt, dass ein Freiluftbetrieb bei Sonnenschein problemlos möglich ist. Wie die Situation bei bedecktem Himmel aussieht, kann ich wohl erst in Zukunft sagen. Aber es dürfte eng werden und die Stromversorgung ist damit Problem 1.

ENV Shield

Die Sensoren sind auf dem ENV Shield sehr übersichtlich angeordnet. Um brauchbare Messwerte zu erhalten, sollte man allerdings den Sensor für Temperatur und Luftfeuchtigkeit nicht der prallen Sonne aussetzen.

Anordnung der Sensoren

Nachvollziehbare Messwerte für den UV-Index, UVA und UVB erhält man allerdings nur, wenn man die Sensoren in der prallen Sonne unter etwa 45 Grad anordnet. Damit stehen sich zwei Wünsche krass entgegen und es gibt das Problem 2.

Messwerte

Etwas verwirrend sind die Maßeinheiten der angezeigten Messwerte. Temperatur in Grad, Luftfeuchtigkeit in %. und Luftdruck in Hektopascal weiß man oder findet es schnell heraus. Ich habe es für die Beleuchtungsstärke (=Helligkeit) in Lux gerade noch geschafft.

Anzeige der Messwerte in Node Red

Die UV-Maßeinheiten haben mich dann doch sehr beschäftigt. Welche Werte für UVA und UVB kann man in unseren Breiten erwarten? Für mich wenig aussagekräftig war auch die Information aus dem Sketch für den MKR WAN 1300. Dort fand ich für UVA und UVB nur die Einheit μW/cm².

Eine große Hilfe war schließlich diese Information der UNI-Kiel, die mir nach einiger Zeit auf den Bildschirm kam. In einem Beispiel heißt es: UV-Index 5 bedeutet UVA 30 W/m² und UVB 1,1 W/m². Mit einiger Mühe habe ich die Werte aus obigem Screenshot umgerechnet: 3698 μW/cm² sind 36,98 W/m² und ich bin einigermassen sicher, dass das zu UV-Index 6 passen könnte. Irgendwie stimmt das Verhältnis UVA/UVB nicht ganz und ich denke: Sollte das Problem 3 sein?

Eigenartig ist auch, dass sich in der Vollsonne für die Luftfeuchtigkeit Werte um 600 % einstellen. Ist der Sensor bei Temperaturen um die 50 Grad überlastet? Arbeitet der MKR WAN 1300 bei diesen Temperaturen nicht mehr korrekt? Nebenbei: Auch der LiPo-Akku bei mehr als 50 Grad Umgebungstemperatur macht mich nachdenklich. Sollte das Problemkreis 4 sein?

Zwischenfazit

So ganz klappt der Bau der Mini-Wetterstation also noch nicht. Ich wende mich jetzt wohl besser an erfahrene Bastler, denen sicher noch ein paar Tipps einfallen werden. Basteln macht Spaß, denkt HoSi ;=).

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