Der 16-jährige Jan Hagnberger aus dem Schwarzwald hat nicht nur ein besonderes Hobby sondern auch ein Talent für Technik: Er nennt eine professionelle Wetterstation sein Eigen. Sie besteht aus allerlei Wettersensoren, darunter auch die Lufft WS500-UMB, die er selbst installiert und vernetzt hat. Wie er dazu kam und was er alles so austüftelt, steht hier im Blogbeitrag…

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Im Alter von ca. 10 Jahren besaß ich drei Hobbies: Wetterbeobachtung, Flugzeug-Modellbau und Downhill-Mountainbiking. Da der Wind Modellflugzeuge in Aktion stark beeinflusst, bastelte ich damals meinen ersten eigenen Windmesser (Anemometer). Es bestand aus einem hölzernen Schalenkreuz sowie einem Fahrradtacho zur Erfassung der Windgeschwindigkeit. Über die Zeit nahm ich einige Verbesserungen am selbstgebauten Anemometer vor, z.B. ergänzte ich das Schalenkreuz um Messing statt Holz und baute ein Kugellager ein. Ein weiteres Messinstrument der Marke Eigenbau war eine Windfahne. Nach kurzer Zeit war meine Neugier geweckt und ich wollte mehr davon. Deswegen ergänzte ich bald die Windmessstation um ein Thermometer, ein Hygrometer und einen Regenmessgerät aus dem Baumarkt.

Später wünschte ich mir zu Weihnachten eine automatische Wetterstation, die dann tatsächlich unter dem Weihnachtsbaum lag. Leider hatte diese Wetterstation noch keinen Computeranschluss. Um die Daten am PC auszuwerten bestellte ich mir 2011 – nach dem Blick aufs Konto – eine semiprofessionelle Wetterstation inklusive Computeranschluss. Seitdem spiegelt meine eigene Messstation fast lückenlos das Schenkenzell-Wetter wider.

Seit kurzem bin ich stolzer Besitzer zweier professioneller Wetterstationen u.a. von Lufft. Diese spielen natürlich in einer ganz anderen Liga als meine vorherigen Exemplare…

Die WS500 Kompaktwetterstation von Lufft

Die Kompaktwetterstationen der WS-Serie von Lufft sind intelligente Wettersensoren. Sie erfassen verschiedene Parameter wie Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Luftdruck, Lufttemperatur und Luftfeuchte. Zusätzlich lässt sich ein weiterer externer Sensor daran anschließen. Die Kompaktwetterstation wandelt die Signale ihrer Fühler, wie z.B. den Widerstandwert des Temperatursensors, in einen digitalen Messwert um. Daraus werden anschließend Min-, Max- und Mittelwerte ermittelt. Die aufbereiteten Wetterdaten können über die RS485-Schnittstelle der WS abgefragt werden. Zudem stehen verschiedene serielle Protokolle (SDI-12, Lufft UMB-Binär usw.) zur Verfügung.

Meine Schenkenzell-Wetterstation mitten im schönen Schwarzwald  liegt ca. 375 m über dem Meeresspiegel. Anfang 2015 stellte mir Lufft eine WS500 Kompaktwetterstation zur Verfügung – ein absolutes Highlight für mich. Seitdem überträgt der Profi-Wettersensor die gesammelten Wetterdaten im 10-Minuten-Takt automatisch ins Internet. Die Datenübertragung übernimmt eine RTU (Remote Transfer Unit) namens JaWe-Log.

Dabei handelt es sich um eine von mir entwicklete Datenübertragungseinheit, die ich gerade immer weiter verbessere. Sie hat einen sehr geringen Stromverbrauch von unter einem Watt und verfügt über eine USB-, zwei RS232-, eine RS485- und eine Ethernet-Schnittstelle. Die Aufgabe der RTU besteht darin, die erfassten Messwerte von einem Datenerfassungssystem, wie der Kompaktwetterstation oder einem Datenlogger abzufragen und dann auf einen Webserver zu übertragen. Falls erforderlich, speichert die RTU die Messwerte im eigenen, nicht flüchtigen Speicher zwischen. Alternativ können die Messwerte in einem seriellen Protokoll wie z.B. über RS232 ausgegeben werden und diese auf einer Anzeigetafel o.ä. präsentiert werden.

Die WS500 wird mit der RS485-Schnittstelle an die JaWe-Log RTU angeschlossen. Sobald beide Geräte mit Spannung versorgt werden, nehmen sie den Betrieb automatisch auf. Die Kompaktwetterstation fragt die integrierten Messwertgeber ab, sammelt Messwerte und verarbeitet diese zu verschiedenen statischen Werten. Die JaWe-Log RTU sendet über die Schnittstelle in regelmäßigen Abständen (z.B. alle 10 Minuten) bestimmte Abfragebefehle an die Wetterstation. Diese antwortet darauf mit den abgefragten Messwerten. Die JaWe-Log RTU empfängt ihre Antwort, verarbeitet sie weiter und prüft sie mithilfe von CRC-Checksumme auf Fehler. Sofern keine Fehler entdeckt wurden, sendet JaWe-Log die Messwerte über den TCP/IP Protokoll auf meinen Webserver. Bei erkannten Fehlern wird die Messwertabfrage erneut gestartet.

Auf dem Webserver werden die Messwerte in zwei verschiedenen MySQL-Datenbanken (Mittelwert- und Extremwertdatenbank) gespeichert. Mithilfe von JavaScript werden dynamische Grafiken erstellt und auf meiner Homepage dargestellt.

Die Wetterstation funktioniert bisher einwandfrei und liefert sehr gute Messwerte. Es gibt nur wenige Datenlücken, die sich durch Wartungsarbeiten erklären lassen. Es bereitet mir sehr viel Freude und Spaß, die gewonnen Messwerte auszuwerten und zu analysieren. Zur Auswertung nutze ich sowohl ein eigens entwickeltes Auswerteportal als auch eine Fremdsoftware für den Computer. Es ist sehr interessant die gewonnen Messwerte der Kompaktwetterstation mit Nachbarstationen bei verschiedenen Wetterlagen zu vergleichen. Kurz gesagt: Ich bin mehr als zufrieden mit meiner neuen Wetterstation, die meine Erwartungen weit übertroffen hat.

Zukunftspläne

Als nächstes möchte ich mich auf die Suche nach einem (gebrauchten) Mast machen und mein Erspartes in einen 8 bis 12 Meter hohen Mast plus Fundament investieren. Leider sind die Kosten hierfür sehr hoch und nicht zu unterschätzen. Sofern die Sensoren dann in normgerechter Höhe installiert sind, wäre eine Kooperation mit Meteomedia bzw. MeteoGroup ein Traum.

Interessante aufgezeichnete Wetterereignisse

In Schenkenzell sind interessante Wetterereignisse eher eine Seltenheit. Wenn es bei uns aber mal ein größeres Unwetter gibt, kracht es richtig – so auch am 27. April 2015: An diesem Montagabend entlud sich über Schenkenzell ein heftiges, lokales Unwetter mit sintflutartigem Regen, Blitz und Donner, Hagel und Windböen. Innerhalb von nicht einmal einer Stunde fielen 110 mm Niederschlag. Zum Vergleich: Der Jahresniederschlag bei uns beträgt im Mittel 800 bis 900 mm. Dieser starke Niederschlag führte zu Überschwemmungen und Erdrutschen. Auch mein Messfeld und meine Wetterstation waren davon betroffen. Glücklicherweise hielten sich die Schäden in Grenzen. Während des Unwetters fiel die Lufttemperatur von 17,2 auf 11,2 °C. Da ich noch keinen Windmessmast habe und sich das Anemometer (Windmesser) in nur ca. 5 m Höhe befindet, konnten die Windböen leider nicht vernünftig erfasst werden. Dennoch betrug die höchste erfasste Windböe immerhin 34 km/h.

Am Freitag, den 20. März 2015 ereignete sich eine Sonnenfinsternis, die sich als partielle Sonnenfinsternis auch in Deutschland beobachten lies – wolkenfreier Himmel vorausgesetzt. Die Bewohner im Nordwesten und Norden Europas konnten sogar eine totale Sonnenfinsternis beobachten. Wir in Schenkenzell und der Umgebung hatten Glück mit dem Wetter und einen klaren Blick darauf. Dementsprechend gut repräsentieren auch die Messwerte meiner Wetterstation die Sonnenfinsternis: Die Globalstrahlung (Sonneneinstrahlung) fiel von anfänglich 437 W/m² um 08:50 UTC auf 144 W/m² um 09:40 UTC. Beim Höhepunkt der Sonnenabdeckung betrug die Globalstrahlung kurzzeitig nur noch 141,8 W/m². Danach stieg die Globalstrahlung langsam wieder auf einen typischen Wert an. An wolkenlosen Sommertagen sind Globalstrahlungswerte von bis zu 1000 W/m² normal.

Stationsrekorde in Schenkenzell seit Aufzeichnungsbeginn (2011):

• Höchste Lufttemperatur: 39,6 °C am 05.07.15
• Niedrigste Lufttemperatur: -15,1 °C am 06.02.12
• Höchster Luftdruck (reduziert auf Meereshöhe): 1041.9 hPa am 06.03.15
• Niedrigster Luftdruck (reduziert auf Meereshöhe): 975.4 hPa am 30.01.15
• Höchste Windböe: 99,7 km/h am 16.12.11 (Orkan Joachim)
• Höchster Tagesniederschlag: 130 mm am 27.04.15

Die erfassten Rekorde stammen teilweise von verschiedenen Wetterstationen, die über einen längeren Zeitraum bei mir im Einsatz waren bzw. sind.

Wenn Sie nun mehr erfahren möchten gehen Sie am besten auf meine Website www.Wetter-Schenkenzell.de, wo auch das aktuelle Wetter angezeigt und ausgewertet wird. Mehr zum WS500-UMB finden Sie auf www.Lufft.de.

Informationen zum Autor: Mein Name ist Jan Hagnberger und ich bin 16 Jahre alt. Nach den Sommerferien werde ich das Technische Gymnasium besuchen und mein Abitur machen. Seit 2015 bin ich stolzer Betreiber einer Lufft-Wetterstation. Außerdem bin ich leidenschaftlicher Entwickler und Programmierer (C/ C++ und PHP). Da mich das Wetter und die Technik hinter der Wettersensorik schon von klein auf interessiert haben, habe ich mir das zum Hobby gemacht. Mit der Kompaktwetterstation WS500 von Lufft ging daher ein großer Wunsch in Erfüllung!