Die Technik der Station

Wie die Station misst, ihre Daten überträgt und sich ohne Netzanschluss mit Strom versorgt.

Die Sensoren

Gemessen wird mit einer Davis Vantage Pro 2 Plus. Ihre Fühler sitzen gebündelt am Mast und liefern alle paar Sekunden neue Werte.

Die integrierte Sensoreinheit (ISS)

In der Integrated Sensor Suite stecken Temperatur- und Feuchtefühler, Niederschlagssammler, Anemometer sowie Solar- und UV-Sensor in einer wetterfesten Einheit zusammen. Sie arbeitet völlig eigenständig und funkt ihre Messwerte drahtlos zur Konsole im Haus – auf 868 MHz mit geringer Sendeleistung und störsicher über bis zu acht wählbare Sender-IDs.

Wind / Richtung	alle 2,5 s
Niederschlag	alle 20 s
Temperatur	alle 10 s
Feuchte, UV, Solar	alle 50 s
Funk	868,0 – 868,6 MHz, max. 8 mW

Temperatur- und Feuchtesensor mit Strahlenschutzschild

Temperatur & Feuchte

Der kombinierte Fühler sitzt in einem aktiv belüfteten Strahlenschutz: Ein eigenes kleines Solarpanel treibt einen Ventilator, der ständig frische Luft am Sensor vorbeizieht. So misst die Station auch bei praller Sonne die echte Lufttemperatur. Aus Temperatur, Feuchte, Wind und Strahlung errechnet die Konsole zusätzlich Taupunkt, Hitzeindex, gefühlte Temperatur (THSW) und Windchill.

Update Temp. / Feuchte	10 s / 50 s
Außentemperatur	−40 … +65 °C
Luftfeuchtigkeit	1 … 100 %
Taupunkt	−76 … +54 °C
WindChill	−79 … +57 °C

Der Regenmesser

Eine kleine Kippwaage misst den Niederschlag: Sie füllt sich, kippt bei 0,2 mm um und zählt einen Impuls. Eine eingebaute Heizung schmilzt Schnee und Eis, sodass auch winterlicher Niederschlag erfasst wird; ein Thermostat schaltet sie über 43 °C ab.

„Stürmisches Regenwetter“ summiert das letzte zusammenhängende Ereignis – zwei Kippungen starten die Messung, 24 Stunden ohne Regen beenden sie.

Regenfall	0 – 6553 mm, Auflösung 0,2 mm
Regenrate	0 – 2438 mm/h, Auflösung 0,1 mm/h
Summen	Tag, Monat, Jahr

Windmesser mit Windfahne und Schalenkreuz

Der Windmesser

Schalenkreuz und Windfahne erfassen Geschwindigkeit und Richtung. Die Werte fließen auch in die Berechnung von Windchill und gefühlter Temperatur ein.

Windrichtung	0 – 360°, Auflösung 1°
Kompassrose	16 Punkte zu 22,5°
Geschwindigkeit	1 – 320 km/h
Wind Run	Auflösung 0,01 km

UV & Solar

Der UV-Sensor filtert den UV-Anteil des Sonnenlichts heraus (für UV-Index und UV-Dosis), der Solarsensor misst die Globalstrahlung in W/m². Daraus lassen sich u. a. Sonnenenergie und Evapotranspiration berechnen. Aktualisierung alle 50 Sekunden.

UV-Index / Dosis	0 – 16, Dosis 0 – 199 MEDs
Solarstrahlung	0 – 1800 W/m²
Sonnenenergie	0 – 1999 Ly

Bodentemperatur

Ein zusätzlicher Fühler misst die Temperatur in 20 cm Bodentiefe – interessant für Garten und Landwirtschaft – und überträgt sie über eine eigene Sender-Box zur Konsole. Update alle 10 Sekunden. Die Messreihe seit 2015 steht in der History.

Luftqualität – PurpleAir

Ein separater PurpleAir-Sensor saugt mit zwei Ventilatoren Luft an und vermisst sie mit zwei Lasern unabhängig voneinander. Aus den Partikelgrößen wird der Air-Quality-Index berechnet – live auf der Startseite.

Partikelgrößen	0,3 – 10 µm
Ergebnis	AQI (Feinstaub)

Aufzeichnung & Datenübertragung

Von der Messung bis zur Website laufen die Daten vollautomatisch:

1Sensoren (ISS)messen am Mast
2Funk 868 MHzdrahtlos ins Haus
3Konsole + Loggerempfängt & speichert
4Wetter-PCWeatherLink, alle 60 s
5LTE-RouterMobilfunk ins Netz
6wetter-gern.comalle 5 min aktuell

Konsole & Datenlogger

Die Konsole empfängt die Funkdaten der ISS, zeigt alle Messwerte mit Tages-, Monats- und Jahres-Höchst-/Tiefstwerten an und kann für jeden Wert Alarme auslösen. Ein angeschlossener WeatherLink-Datenlogger zeichnet alles auf und gibt es alle 60 Sekunden an den Wetter-PC weiter.

Wetter-PC & WeatherLink

Ein sparsamer Mini-PC (Intel Atom D2500, 2 × 1,86 GHz) läuft rund um die Uhr. Die WeatherLink-Software übernimmt im Minutentakt die Werte, speichert sie und erstellt die Grafiken im Archiv. Alle 5 Minuten gehen die aktuellen Daten auf die Website.

LTE-Router

Am Stollberg gibt es keine Festnetzleitung; alles läuft über den 4G-Router. Über WLAN bindet er Wetter-Datenlogger, Solar-Datenlogger und Panorama-Kamera an den PC, über die SIM-Karte gehen die Daten ins Internet.

W-LAN & WebCam

Eine Richtantenne überträgt die Daten von der Außenstation zum PC-Server. Die Mobotix-WebCam schickt jede Minute ein frisches Bild auf die Website.

Die Stromversorgung

Es gibt am Standort keinen Netzanschluss. Den Strom für die ganze Anlage liefert die Sonne: vier Module, ein nachgeführter Träger, ein Laderegler und sechzehn Akkus.

Solarpanele

Vier Module mit zusammen 230 Watt erzeugen den Strom für die komplette Anlage – von den Sensoren über PC und Router bis zur Kamera.

Der SUN-Tracker

Eine einachsige Nachführung dreht ein Modul über einen Azimut von 98° mit der Sonne mit; der Höhenwinkel ist fest bis 75° einstellbar. Eine integrierte Uhr steuert den Motor: Ab 8 Uhr wird alle 15 Minuten nachgeführt, um 23 Uhr richtet sich das Modul wieder nach Osten aus.

Der Solarregler

Der Steca-Tarom-Laderegler bildet mit den Akkus die 12-Volt-Versorgung und lädt sie mit dem Sonnenstrom. Sein Ladezustand ist live im Footer jeder Seite zu sehen.

Die Akkus

16 Akkus zu je 12 V / 17 Ah – zusammen 272 Ah – speichern den Sonnenstrom und überbrücken Nacht und sonnenarme Tage.

Die Netzteile

Aus der 12-Volt-Basis erzeugen mehrere Netzteile die nötigen Spannungen für die einzelnen Geräte:

48 V	WebCam
12 V	4G-Router und SUN-Tracker
5 V	Konsole und Datenlogger
220 V	Regenmesser-Heizung, Notstrom

Die Station im Überblick

Die Wetterstation Gern mit Mast und Solaranlage — **Gesamtansicht** Mast & Solaranlage

Der Stationsmast mit Sensoren — **Der Mast** mit allen Sensoren

Die Wetterstation in der Landschaft von Gern — **Im Gelände** die Station in der Landschaft von Gern