Raspberry Pi Wetterstation

Passende Hardware im Überblick

Boards – der Rechner der Station:
Raspberry Pi 5 mit 8GB RAM – die Empfehlung (Link)*
Raspberry Pi 5 mit 4GB RAM – reicht zum Messen (Link)*
Raspberry Pi Zero 2 W – sparsam im Dauerbetrieb (Link)*
Raspberry Pi Pico 2 W – als Funk-Außensensor (Link)*

Sensorik – das Herz der Station:
BME280-Sensoren im 3er-Pack – Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck (Link)*
DS18B20 wasserdicht 5er-Pack mit 3 m Kabel – der Außenfühler (Link)*
Sensirion SCD40 CO2-Sensor für die Raumluft (Link)*
MH-Z19B CO2-Sensor – die günstigere NDIR-Variante (Link)*
37-Sensoren-Kit mit Reed-Kontakt und Regentropfen-Sensor (Link)*
ELEGOO Jumper-Kabel-Set M2M/F2M/F2F (Link)*
Breadboard-Set mit Netzteil für den Aufbau (Link)*

Strom für den Außenbetrieb:
Waveshare PoE-HAT (F) für den Pi 5 – Strom per Netzwerkkabel (Link)*
PiSugar 3 Plus Akku-Modul – wenn keine Leitung liegt (Link)*
Offizielles 27-W-Netzteil für den Pi 5 (Link)*

Anzeige und fertige Alternative:
Waveshare 7,5-Zoll-E-Ink-Display fürs Dashboard (Link)*
Netatmo Wetterstation – die fertige Lösung ohne Löten (Link)*
Netatmo Wetterstation mit Regenmesser (Link)*

Kurz gesagt: Was braucht eine Raspberry Pi Wetterstation?

Die Kurzfassung zur Raspberry Pi Wetterstation:

• Ein Sensor genügt zum Start: Der BME280 liefert Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck über vier Kabel per I2C – Bauteilkosten unter zehn Euro.
• Zwei Bussysteme reichen aus: I2C für Luftsensoren, 1-Wire für den wasserdichten DS18B20 als Außenfühler. Beide werden in raspi-config mit zwei Klicks aktiviert.
• Regen und Wind zählt der Pi selbst: Kippwaage und Schalenkreuz arbeiten mit einem Reed-Kontakt, der bei jedem Impuls einen GPIO-Pin schließt – gezählt wird per Interrupt in Python.
• Ohne Strahlungsschutz sind alle Werte falsch: Der Außenfühler gehört in eine belüftete weiße Wetterhütte, frei stehend über Rasen – niemals an die Südwand des Hauses.
• Speichern gehört dazu: Eine Messung ohne Verlauf ist nutzlos. InfluxDB plus Grafana oder direkt Home Assistant übernehmen Aufzeichnung und Darstellung.
• Es geht auch ohne Basteln: Eine Netatmo-Station lässt sich sauber einbinden und liefert ab der ersten Minute geeichte Werte.

Sensorik für die Raspberry Pi Wetterstation: BME280, DS18B20 und Reed-Kontakt

Der BME280 von Bosch ist der Standardbaustein: Er vereint Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck in einem Chip, meldet sich am I2C-Bus unter 0x76 oder 0x77 und braucht vier Leitungen. Wichtig beim Kauf: Der optisch fast identische BMP280 misst keine Luftfeuchtigkeit – ein Buchstabe entscheidet über den halben Funktionsumfang.

Für die Außentemperatur ist der DS18B20 die bessere Wahl: vergossene Edelstahlhülse mit mehreren Metern Kabel, regenfest und weit weg vom warmen Gehäuse montierbar. Er arbeitet über den 1-Wire-Bus – ein einziger Datenpin, an dem mehrere Fühler parallel hängen dürfen. Zwischen Datenleitung und 3,3 Volt gehört ein Pull-up-Widerstand von 4,7 Kiloohm, sonst bleibt der Bus stumm. Details zum Anschluss im Artikel zum Temperatursensor am Raspberry Pi.

Regenmesser und Anemometer sind mechanisch, nicht elektronisch. Im Regenmesser sitzt eine Kippwaage: Ist eine Kammer gefüllt, kippt sie und führt einen Magneten an einem Reed-Kontakt vorbei. Jeder Impuls entspricht einer festen Regenmenge, bei verbreiteten Bausätzen rund 0,28 Millimeter. Das Schalenkreuz des Anemometers liefert pro Umdrehung ebenfalls einen Kontaktschluss – aus der Impulsfrequenz ergibt sich die Windgeschwindigkeit. Für den Pi sind beides schlichte Taster am GPIO. Sonderfall ist die Windfahne: Sie gibt einen Widerstandswert aus und braucht einen Analog-Digital-Wandler wie den MCP3008, denn die GPIO-Leiste kennt keine analogen Eingänge.

Für die Innenraumluft lohnen sich zwei weitere Fühler. Ein CO2-Sensor wie SCD40 oder MH-Z19B zeigt, wann gelüftet werden muss. Ein Feinstaubsensor vom Typ SDS011 hängt per USB am Pi und liefert PM2,5 und PM10 – mit einer bekannten Schwäche: Bei hoher Luftfeuchte quellen Partikel auf und die Werte schnellen nach oben, obwohl die Luft nicht schlechter ist. Weitere Fühler zeigt die Seite zu Raspberry Pi Sensoren.

Raspberry Pi Wetterstation bauen – Schritt für Schritt

1. Schnittstellen aktivieren: sudo raspi-config → Interface Options → I2C einschalten. Für 1-Wire zusätzlich dtoverlay=w1-gpio in /boot/firmware/config.txt eintragen und neu starten.
2. BME280 verkabeln: VIN an 3,3 V (Pin 1), GND an Masse (Pin 6), SDA an GPIO 2 (Pin 3), SCL an GPIO 3 (Pin 5) – siehe GPIO-Pinout. Kontrolle mit i2cdetect -y 1: Dort muss 76 oder 77 auftauchen.
3. DS18B20 anschließen: Rot an 3,3 V, Schwarz an Masse, Gelb an GPIO 4 (Pin 7), dazu der 4,7-Kiloohm-Widerstand zwischen Gelb und Rot. Nach dem Neustart erscheint der Fühler als Ordner 28-xxxxxxxx unter /sys/bus/w1/devices/.
4. Umgebung vorbereiten: Seit Bookworm verweigert das System die systemweite pip-Installation. Also python3 -m venv ~/wetter, dann source ~/wetter/bin/activate und darin pip install smbus2 RPi.bme280 gpiozero.
5. Werte auslesen: Ein kurzes Skript genügt:
   import smbus2, bme280
   bus = smbus2.SMBus(1)
   d = bme280.sample(bus, 0x76)
   print(f"{d.temperature:.1f} °C, {d.humidity:.0f} %, {d.pressure:.0f} hPa")
6. Impulse zählen: Regenmesser und Anemometer über gpiozero.Button mit gesetzter Entprellzeit einlesen. Ohne bounce_time zählt ein Kippen der Waage mehrfach – daher die viel zu hohen Regensummen.
7. Automatisch messen lassen: Das Skript alle fünf Minuten per Cronjob starten oder als Dienst laufen lassen. Regen und Wind zählt der Dienst durchgehend und schreibt sie nur zum Messzeitpunkt weg.
8. Daten wegschreiben: Die Messwerte an InfluxDB senden oder per MQTT veröffentlichen. Damit ist die Station fertig, der Rest ist Darstellung.

Den Anschluss eines Feuchtigkeitssensors an die GPIO-Leiste führt auch unser Raspberry-Pi-Videokurs Schritt für Schritt vor – ein kostenloses Einstiegsvideo gibt es dazu ebenfalls.

Daten speichern und darstellen: InfluxDB, Grafana oder Home Assistant

Eine Zahl im Terminal ist keine Wetterstation. Der Nutzen entsteht erst durch den Verlauf – dafür gibt es drei übliche Wege.

Wer ohnehin ein Smart Home betreibt, nimmt Home Assistant: Die Messwerte kommen per MQTT herein, tauchen automatisch als Entitäten auf und lassen sich sofort in Automationen verwenden – etwa für eine Meldung bei stark fallendem Luftdruck. Für saubere Jahresverläufe gehört trotzdem eine InfluxDB dahinter, weil die eingebaute Datenbank ältere Werte nach zehn Tagen verdichtet.

Wer nur messen und ansehen will, fährt mit InfluxDB und Grafana am besten. Beide laufen als Container, ein Dashboard mit Tages-, Wochen- und Jahreskurven ist an einem Abend gebaut. Als Anzeige im Wohnraum eignet sich ein E-Ink-Display, das nur beim Aktualisieren Strom zieht.

Sensoren richtig platzieren – Strahlungsschutz statt Hauswand

Der teuerste Sensor liefert Unsinn, wenn er falsch hängt. Häufigste Fehlmontage ist der Fühler direkt an der Hauswand: Mauerwerk speichert Wärme und gibt sie nachts ab, eine Südwand heizt sich im Sommer stark auf. Abweichungen von mehreren Grad sind keine Seltenheit, wie Vergleiche in Wettercommunitys zeigen.

Richtig ist ein Strahlungsschutz: eine weiße Wetterhütte aus übereinanderliegenden Lamellentellern, die Sonne abhält und Luft durchziehen lässt. Solche Gehäuse gibt es fertig oder als Druckvorlage für den 3D-Drucker – dann mit UV-beständigem Filament wie ASA oder PETG, PLA verzieht sich im ersten Sommer.

Für die übrigen Messgrößen gelten eigene Regeln: Der Temperaturfühler hängt idealerweise zwei Meter über gewachsenem Boden, der Regenmesser steht frei und waagerecht ohne Bäume darüber, und das Anemometer gehört so hoch wie möglich, weil jede Hausecke den Wind verwirbelt. Bei bescheidener Aufstellung bleiben die Werte untereinander vergleichbar – nur nicht mit denen des Wetterdienstes.

Der Pi bleibt am besten im Trockenen. Muss er nach draußen, gehört er in ein Gehäuse der Schutzart IP65 mit Trockenmittel, Kabeleinführung von unten. Ein PoE-HAT ist für Außenposten die eleganteste Versorgung: ein Netzwerkkabel für Strom und Daten, kein Netzteil im Feuchten. Wo keine Leitung liegt, übernimmt ein Akku-Modul – dann besser mit Zero 2 W oder Pico als Sender, denn ein Pi kennt keinen echten Tiefschlaf und leert jeden Akku in Stunden.

Wetternetzwerke und die fertige Station als Alternative

Wer seine Daten nicht nur für sich behalten will, meldet die Station bei einem Wetternetzwerk an. Weather Underground, AWEKAS und openSenseMap nehmen private Stationen über eine einfache Schnittstelle auf, für Feinstaub ist Sensor.Community die Anlaufstelle. Der Aufwand ist meist ein HTTP-Aufruf pro Messzyklus – dafür erscheinen die Werte auf Karten, und der Vergleich mit Nachbarstationen zeigt, wie plausibel die Aufstellung ist.

Ehrlich gesagt lohnt sich der Eigenbau nicht für jeden: Wer nur zuverlässige Zahlen für Balkon und Wohnzimmer will, ist mit einer fertigen Station schneller und oft genauer bedient. Eine Netatmo-Station steht in einer Viertelstunde, hält Regen und Frost aus und lässt sich samt Zusatzmodulen für Regen und Wind vollständig in Home Assistant übernehmen. Auch Funkstationen mit 433-MHz-Sendern kann der Pi mit einem SDR-Stick mitlesen.

Der Eigenbau punktet dafür an anderer Stelle: freie Sensorwahl, beliebig viele Messpunkte in Garten, Gewächshaus oder Keller, volle Kontrolle über die Rohdaten und keine Hersteller-Cloud. Ein guter Mittelweg ist die Kombination: fertige Station als Referenz, Eigenbau-Fühler überall dort, wo kein Hersteller etwas anbietet.

Fehler und Stolpersteine beim Wetterstation-Bau

• Der Sensor misst die Abwärme des Pi: Direkt aufgesteckte Module zeigen oft zwei bis vier Grad zu viel – immer mit Kabel weg vom Board montieren.
• BMP280 statt BME280 gekauft: Die Module sehen gleich aus, dem BMP280 fehlt aber die Luftfeuchtigkeit. Vor der Bestellung genau auf den Buchstaben achten.
• Kein Entprellen beim Reed-Kontakt: Ein mechanischer Kontakt prellt und erzeugt mehrere Impulse pro Ereignis – ohne Entprellzeit meldet die Station Regenmengen, die nie gefallen sind.
• Luftdruck ohne Höhenkorrektur: Der Sensor misst den örtlichen Druck. Ohne Umrechnung auf Meereshöhe passt nichts zur Wettervorhersage – die Differenz beträgt rund 1 hPa je 8 Höhenmeter.
• Ständiges Schreiben auf die Speicherkarte: Eine Messung im Minutentakt über Jahre bringt jede SD-Karte an ihr Ende – die Datenbank gehört auf eine SSD.
• Feuchte Luft im Gehäuse: Kondenswasser zerstört Elektronik zuverlässiger als Regen. Trockenmittel einlegen, Kabel von unten führen, eine kleine Öffnung nach unten offen lassen.
• Keine Sicherung der Messreihen: Jahrelange Messreihen sind unwiederbringlich. Die Datenbank gehört in ein regelmäßiges Backup.

Häufige Fragen zur Raspberry Pi Wetterstation

Welcher Raspberry Pi eignet sich für eine Wetterstation?
Zum reinen Messen reicht jedes Modell, auch ein Zero 2 W. Sollen InfluxDB, Grafana oder Home Assistant auf demselben Gerät laufen, ist ein Pi 5 mit 4 oder 8 GB die vernünftige Basis.

Was kostet eine selbstgebaute Wetterstation?
Mit BME280, DS18B20 und Kleinteilen liegt der Einstieg bei 20 bis 30 Euro zuzüglich Board. Mit Regenmesser, Anemometer, Strahlungsschutz und wetterfestem Gehäuse werden schnell 100 bis 150 Euro daraus.

Kann der Sensor dauerhaft draußen bleiben?
Der DS18B20 ja, er ist vergossen. Der BME280 verträgt Dauerkondensation schlecht und gehört in eine belüftete, regengeschützte Wetterhütte.

Wie weit darf der Sensor vom Pi entfernt sein?
I2C ist auf wenige Meter begrenzt, 1-Wire schafft mit gutem Kabel deutlich mehr. Für größere Entfernungen ist ein Funk-Außenposten mit Pico W oder ESPHome die stabilere Lösung.

Kann die Station das Wetter vorhersagen?
In Grenzen: Ein deutlicher Luftdruckabfall über drei Stunden kündigt eine Verschlechterung an. Eine echte Prognose wird daraus nicht, dafür fehlen Daten aus der Fläche.

Warum zeigt die Luftfeuchte über 100 Prozent an?
Meist ist der Sensor gesättigt oder gealtert. Viele BME280-Module driften in dauerhaft feuchter Umgebung und lassen sich durch vorsichtiges Trocknen oft wieder brauchbar machen.

Eigenbau oder fertige Wetterstation kaufen?
Wer verlässliche Werte ohne Bastelaufwand will, kauft fertig und bindet die Station ein. Wer eigene Messpunkte, freie Sensorwahl und Datenhoheit möchte, baut selbst.

Fazit

Eine Raspberry Pi Wetterstation ist eines der wenigen Bastelprojekte, deren Ergebnis man täglich ansieht – deshalb lohnt der saubere Aufbau. Unsere klare Empfehlung: Fang mit einem einzigen BME280 an und stecke die gesparte Zeit lieber in die Aufstellung und in die Datenbank. Ein Fühler in einer richtigen Wetterhütte liefert wertvollere Zahlen als fünf Sensoren an der Hauswand, und erst der Jahresverlauf in Grafana macht aus Messwerten Erkenntnisse. Regenmesser, Anemometer und Feinstaub kommen dazu, wenn die Grundlage steht. Wer dagegen merkt, dass ihn nur die Zahlen interessieren und nicht der Weg dorthin, greift ohne schlechtes Gewissen zur fertigen Station und setzt den Pi als Datensammler und Dashboard ein.

* = Affiliate Link (raspi-config.de ist Teilnehmer des Partnerprogramms von Amazon EU, das zur Bereitstellung eines Mediums für Websites konzipiert wurde, mittels dessen durch die Platzierung von Werbeanzeigen und Links zu Amazon.de Werbekostenerstattung verdient werden kann.)