Temperatur messen mit dem Raspberry Pi Zero W

Der letzte Tag des Jahres eignet sich perfekt für einen Jahresrückblick. Natürlich gebe ich hier nun nicht die Hoch- und Tiefpunkte meines Privatlebens zum Besten, sondern schreibe stattdessen über ein kleines Elektronik Projekt welches ich Anfang des Jahres gestartet habe.

Hitze im Dachgeschoss

Seit einiger Zeit wohne ich in Köln in einer Wohnung im obersten Stockwerk. Südseite mit viel Glas sowie ein schwarzes Flachdach sorgen dafür, dass es im Sommer quasi unerträglich heiß wird – erzählt jeder der schon einmal in einer Dachgeschosswohnung gelebt hat. Aber ist das wirklich so? Hat mich mal interessiert, und so kam ich auf die Idee die Temperatur in meiner Wohnung einfach automatisiert zu messen und aufzuzeichnen.

Ich habe nun ein Jahr lang Daten gesammelt und daher nun dieser Jahresrückblick - bzw. eine kleine Auswertung.

Umsetzung

Zunächst habe ich mir überlegt wie man die Temperatur am besten messen und aufzeichnen kann. Natürlich kann man hierfür fertige Gerät wie z.B. eine Netatmo Wetterstation oder Ähnliches kaufen, das fand ich aber zu langweilig und zu teuer. Daher habe ich mich für den DIY Ansatz entschieden und das Ganze mit einem Raspberry Pi Zero W und einem DHT22 Sensor selbst zu basteln.

Raspberry Pi Zero W mit DHT22 Sensor
Raspberry Pi Zero W mit DHT22 Sensor

Die Umsetzung ist extrem simpel und auf diversen Seiten im Netz ausführlich erklärt: Hier ein Beispiel.

Grob zusammengefasst werden 3 der 4 Pins des Sensors mit den den entsprechenden GPIO Ein- und Ausgängen des Raspberry Pies verbunden und die Hardware Seite des Projekts ist fertig. Der Sensor wird glücklicherweise bereits mit entsprechenden Widerständen etc. fertig geliefert.

Software-seitig habe ich die bekannte WiringPi Bibliothek verwendet um Daten der Sensoren auszulesen. Für den DHT22 Sensor gibt es auch hier bereits fertige Lösungen: https://github.com/technion/lol_dht22

Um die Daten nun regelmäßig automatisch auszulesen und zu speichern habe ich mich für Munin entschieden. Dieses Tool nutze ich bereits an vielen anderen Stellen um Servermetriken zentral zu sammeln. Das entsprechende Plugin für die Munin-Node ist in ein paar Zeilen Shell-Script schnell gemacht:

#!/bin/sh

case $1 in
 config)
 cat <<'EOM'
graph_title Temperature
graph_vlabel Celsius
graph_category AM2302
temperature.label Celsius
temperature.label Temperature
temperature.draw AREASTACK
temperature.colour 00FF00
EOM
 exit 0;;
esac

printf "temperature.value "
/usr/local/bin/loldht 7 | grep -i "temperature" | cut -d ' ' -f7

Damit die Daten der Munin-Node regelmäßig von einem zentralen Server angefragt und verarbeitet werden können, muss der Raspberry-Pi irgendwie mit dem Netz verbunden sein. Daher habe ich mir hier für die „W“ Variante des Zeros entschieden.

Den kompletten Aufbau habe ich dann in einem Blumentopf „versteckt“ und so im Raum platziert, dass er nicht direkt hinter einem Fenster in der direkten Sonneneinstrahlung steht.

Raspberry Pi im Blumentopf
Raspberry Pi im Blumentopf (1)
Raspberry Pi im Blumentopf
Raspberry Pi im Blumentopf (2)

Auswertung

Nun habe ich ein Jahr lang Temperaturdaten gesammelt. Alle 5 Minuten wurde die aktuelle Raumtemperatur ausgelesen und gespeichert. Daraus habe ich dann jeweils eine Tages-Durchschnittstemperatur errechnet. Diese Daten sieht man auf folgendem Graph:

Nun wollte ich natürlich wissen ob diese Daten ansatzweise korrekt sind und habe Sie daher mit entsprechenden Graphen aus anderen Quellen verglichen:

Quelle: dwd.de
Quelle: wetter.com

Der Graph des DWD zeigt ebenfalls tägliche Mittelwerte der Lufttemperatur in Köln. Auf dem Graph von wetter.com sind die Temperaturen nach Min. und Max. Werten getrennt.

Natürlich vergleiche ich hier nun Innen- mit Außentemperaturen, aber der grundsätzlich gleiche Verlauf der Temperatur über das Jahr hinweg ist schön zu erkennen. Besonders gut zu sehen sind die „heißen“ Phasen in diesem Jahr jeweils zu Ende er Monate April, Juni, Juli und August.

Ebenfalls sehr interessant ist die Tatsache, dass die durchschnittliche Temperatur in meiner Wohnung eher dem Graphen mit den maximalen Temperaturen von wetter.com, als den Durschnittstemperaturen des DWD entspricht ;)

Der heißeste Tag des Jahres in meiner Wohnung war übrigens der 26.07.2019 mit einer durchschnittlichen Temperatur von 31,94°C. Dieser fällt genau in den Bereich mit den höchsten Temperaturen der beiden anderen Graphen.

Ich denke also, dass meine Daten halbwegs in Ordnung sind und die ursprüngliche Frage schön beantworten: Ja, in einer Dachgeschosswohnung ist es im Sommer sehr warm, besonders in den Monaten Juni – September. Hier sinkt die durschn. Temperatur kaum noch unter 25°C.

Im nächsten Jahr gibt es dann vielleicht eine Detailauswertung der heissesten Tage oder andere Rekorde. Bis dahin:

Einen guten Rutsch ins neue Jahr.