Wetterstation – technischer Hintergrund

Die Messintervalle

Der Sensor führ alle 5 Minuten eine Messung durch und speichert diese in einer Datenbank.

Der technische Hintergrund

Um eine möglich exakte Messung zu ermöglichen und dabei sowohl die einmaligen, als auch die monatlichen Kosten gering zu halten, wurde auf günstige Hardware zurückgegriffen.
Als Rechner wird ein Raspberry-Pi 3 eingesetzt. Diese Mini-PC bietet genug Performance um die Messung durchzuführen und dabei wenig Leistung (Watt) zu benötigen. Als Betriebssystem wird ein Debian Linux eingesetzt.

Am Raspberry wurde dann ein Ultraschall-Modul angeschlossen, welches die eigentliche Messung durchführt.
Hier kommt ein Ultraschall-Sensor zum Einsatz, wie man ihn aus dem KFZ-Bereich (Einparksensoren) kennt.
Das Programm, welches die Messung durchführt, wurde mit Python geschrieben.
Am Ende wurde alles in eine Wasserdichte Box gebaut und mit einer Stromversorgung und WLAN ausgestattet, damit die Daten übertragen werden können.

Die Funktionsweise

Um den Wasserstand der Glotter messen zu können, ist der Sensor in einem fest definierten Abstand über der Wasseroberfläche befestigt. Im 5-Minuten Takt führ dieser dann Messungen durch.
Hierbei sendet der Sensor ein Ultraschall-Signal in Richtung Wasseroberfläche. Dieses Signal wird dann von der Wasseroberfläche reflektiert und vom Sensor empfangen.
Während diesem Vorgang wird die benötigte Zeit, die das Signal braucht, gemessen und anschließend berechnet. Da sich Ultraschall mit einer Geschwindigkeit von ca. 340 Meter pro Sekunde verbreitet, dauert die Messung nur wenige Millisekunden.

Mithilfe der Informationen von Sensor-Höhe, Maximaler Abstand zum Bachbett und gemessenem Abstand lässt sich anschließend der aktuelle Pegelstand errechnen.