Hier nun wie versprochen ein paar Erläuterungen zu den gemessenen Größen.

Als Messgrößen dienten in der Applikation Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Druck und Helligkeit. Das alle diese Größen zwangsläufig in einem Zusammenhang zueinander stehen, muss nicht weiter erläutert werden.

Wichtige ist insbesondere die Verbindung zwischen Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Wie man sicherlich bereits weiß, schwankt die Fähigkeit der Luft eine bestimmte Menge Wasser aufnehmen zu können stark mit deren Temperatur. Deshalb hat man im Winter eher trockenere Luft, wohingegen es im Sommer schon einmal schwül werden kann. Die Menge Wasser, die die Luft zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgenommen hat, nennt man absolute Feuchtigkeit (angegeben in Gramm je Kubikmeter). Es gelten hierfür beispielsweise die folgenden Werte:

• Luft kann bei 0°C 5g Wasser aufnehmen
• bei 20°C bereits 17g
• und bei 30°C sind bereits 30g möglich

Gemessen werden kann in unserem Fall allerdings nur die relative Luftfeuchte. Dieses ergibt sich aus dem Verhältnis des aktuell in der Luft enthaltenen Wassers und des maximal in der Luft bei dieser Temperatur speicherbaren Wassers.
Somit bedeuten 100% relative Luftfeuchtigkeit auch nicht, dass man sich unter Wasser befindet. Man muss diese Angabe so interpretieren, dass die Luft unter den gegebenen Bedingungen nicht mehr Wasser aufnehmen kann. Ein weiterer Anstieg würde sich in Nebel, Regen, Schnee oder ähnlichem niederschlagen.

Liegt keine Sättigung vor, so liegt die relative Feuchte unter 100%. Für Raumluft sind z.B. 60% relative Luftfeuchtigkeit 18°C typisch. Erwärmt man die Luft nun (Heizung) auf 25°C und betrachtet man das System als geschlossen, so bleibt zwar die absolute Feuchtigkeit konstant, jedoch sinkt die relative Feuchtigkeit auf circa 40%.
Umgekehrt kann man natürlich auch warme Luft abkühlen. Deren relative Feuchte nimmt in einem geschlossenen System dann stetig zu. Sind irgendwann 100% Luftfeuchtigkeit erreicht kommt es zum Niederschlagen/Kondensieren der Feuchtigkeit. Diesen Punkt nennt man Taupunkt (engl. dewpoint).

Der Taupunkt ist somit die Temperatur, bei der die Luft zu 100% mit Wasserdampf gesättigt ist. Jedes weitere zuführen von Wasserdampf würde zum Kondensieren führen. Mit Hilfe der Taupunkttemperatur kann man beispielsweise bestimmen, wie kalt eine Glasscheibe sein müsste, damit sich bei gegebenen Raumtemperatur und relativer Luftfeuchte Kondensat an ihr bilden würde.
Auch zur Nebelvorhersage ist der Taupunkt gut zu gebrauchen. Liegen in den Abendstunden Taupunkttemperatur und aktuelle Lufttemperatur nahe beieinander, so ist mit Nebelbildung zu rechnen.
Man kann mit seiner Hilfe auch Rückschlüsse auf die in der Luft enthaltene Wassermenge treffen. Je höher die Taupunkttemperatur ist, desto mehr Wasserdampf ist in der Luft enthalten.
Zuletzt kann man auch Vorhersagen über die tiefste Nachttemperatur treffen. Wenn kein krasser Wetterumschwung eintritt, so gibt die Taupunkttemperatur am Abend die tiefste Nachttemperatur an.

Eine weitere wichtige Wettergröße ist der Luftdruck. Er wird durch das Gewicht der Luft verursacht. Diese drückt mit einer bestimmten Kraft auf die Erdoberfläche. Er ändert sich mit der Höhe. Ein Erhöhen der eigenen Position um 9m bedeutet eine Luftdruckverringerung von 1 Millibar. Um ein Maß für den Luftdruck zu haben, wurde der barometrische Luftdruck mit 1013,20 bar festgelegt (Luftdruck auf mittlerer Meereshöhe). Der Luftdruck steht immer in direktem Zusammenhang zum Wetter. Hoher Luftdruck entspricht warmen Luftmassen und niedriger Luftdruck kalter Luft. Um Wettervorhersagen treffen zu können, muss man die Luftdruckänderungen beobachten. Steigender Luftdruck lässt auf Wetterbesserungen schließen und umgekehrt (für Menschen die Sonne mögen :-).
Alternativ zur Angabe in bar bzw. mbar kann der Luftdruck auch in kPa angegeben werden (Kilo Pascal). Die Umrechnung zwischen beiden Größen ist vergleichsweise einfach, da 1 bar exakt 10000Pa = 10kPa entspricht.

Mit Hilfe der Helligkeit kann man beispielsweise die Sonnenscheindauer, die effektive Tag- bzw. Nachtlänge und ähnlich Sachen bestimmen. Wer beispielsweise ein Gewächshaus mit Pflanzenlampen unterhält, kann so an stark bewölkten Tagen für eine längere Bestrahlung der Pflanzen mit Kunstlicht sorgen. Eine andere Anwendung wäre die Helligkeitsregelung von Displays. Ein Display (LCD, 7-Segment-Anzeige, ...), das am Tag gut lesbar daher kommt, kann nachts mit seiner Leuchtstärke stark störend wirken. Mit einem geeigneten Sensor kann für ein abdimmen gesorgt werden.
Bei den Maßangaben für das Licht muss zwischen zwei verschiedenen Systemen unterschieden werden. Es gibt auf der einen Seite strahlungsphysikalische Größen und auf der anderen lichttechnische. Strahlungsphysikalische Größen bewerten das Licht rein physikalisch, ohne Rücksicht auf die eigentliche Wahrnehmung durch das visuelle System zu nehmen. Hierzu dienen die lichttechnischen Größen. Zur Veranschaulichung soll die folgende Tabelle dienen:

Der Bereich des sichtbaren Lichts erstreckt sich in etwa von 380 bis 760nm, was Frequenzen von 790 bis 390THz entspricht (c=λ*f). Damit man überhaupt erstmal einen Eindruck über die gelisteten Größen bekommt, möchte ich sie im folgenden kurz erläutern. Die Lichtmenge (Lichtstrom) gibt an, wie viel Licht ein Leuchtmittel in alle Richtungen insgesamt abgibt. Diese Angabe findet sich z.B. auf allen gängigen Verpackungen von Glühbirnen u.ä., da bei ihnen diese Angabe vorrangig interessiert. Die Lichtstärke (Beleuchtungsstärke) gibt an, welche Menge Licht in eine bestimmte Richtung abgegeben wird. Die Darstellung kann durch eine Lichtverteilkurve (LVK) erfolgen. Diese Größe findet man häufig in der Produktbeschreibung von LEDs und Strahlern (bspw. Halogen), da diese eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Richtwirkung haben.
Der von mir verwendete Sensor TSL250R gibt ein zur Bestrahlungsstärke proportionales Spannungssignal aus.

Zurück zur Startseite.