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RasPi Zero Hub – Sensorik & Messwert-Aufbereitung

Veröffenticht am 03.03.2026 von Raab Wolfgang in der Kategorie Projekt: RasPi Zero Hub, Raspberry Pi bisher keine Reaktionen

Nachdem im vorherigen Beitrag die Architektur und der Datenfluss des RasPi Zero Hub beschrieben wurden, geht es nun um den ersten wirklich greifbaren Teil der Software: die Sensorik.

Dieser Beitrag beantwortet konkret:

welche Sensoren eingesetzt werden
welche Aufgaben sie jeweils haben
wie Rohdaten verarbeitet werden
wie daraus verwertbare Messwerte entstehen

Es geht nicht um Verkabelung oder Installation – diese Punkte wurden bereits in früheren Artikeln behandelt.

1. Warum mehrere Sensoren für ähnliche Messgrößen?

Im RasPi Zero Hub werden für den Innenbereich zwei unabhängige Sensorquellen genutzt:

BME280
DHT22

Beide liefern Temperatur und Luftfeuchtigkeit, jedoch mit unterschiedlichen Eigenschaften:

unterschiedliche Messverfahren
unterschiedliche Reaktionszeiten
unterschiedliche Fehleranfälligkeit

Der bewusste Einsatz mehrerer Sensoren erlaubt:

Plausibilitätsprüfungen
Mittelwertbildung
robustere Aussagen über das Raumklima

Für den Außenbereich kommt zusätzlich ein AM2301 (AM3201) zum Einsatz.

2. Überblick: Zuständigkeiten der Sensoren

Sensor	Messgrößen	Einsatz
BME280	Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck	Innen
DHT22	Temperatur, Luftfeuchtigkeit	Innen (zweite Quelle)
AM2301	Temperatur, Luftfeuchtigkeit	Außen

Der Luftdruck ist bewusst nur innen relevant und wird ausschließlich über den BME280 erfasst.

3. Sensoren einlesen – bewusst getrennt

Die Sensoren werden im Python-Code nicht gemeinsam, sondern getrennt ausgelesen.

Das vereinfacht Debugging und verhindert Abhängigkeiten.

Beispiel: BME280

bme_temperatur = bme280.get_temperature()
bme_luftfeuchtigkeit = bme280.get_humidity()
bme_luftdruck = bme280.get_pressure()

bme_temperatur = bme280.get_temperature()

bme_luftfeuchtigkeit = bme280.get_humidity()

bme_luftdruck = bme280.get_pressure()

Beispiel: DHT22

dht_humidity, dht_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(
    dhtSensorWeissTyp,
    dhtSensorWeissGpio
)

dht_humidity, dht_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(

dhtSensorWeissTyp,

dhtSensorWeissGpio

)

Beispiel: AM2301 (Außen)

am_humidity, am_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(
    dhtSensorAM3201Typ,
    dhtSensorAM3201Gpio
)

am_humidity, am_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(

dhtSensorAM3201Typ,

dhtSensorAM3201Gpio

)

Diese Trennung ist nicht zufällig.

Sie wird auch im Hauptzyklus der Anwendung konsequent umgesetzt:

while True:
    local_bme_temperatur = bme280.get_temperature()
    local_bme_luftfeuchtigkeit = bme280.get_humidity()
    local_bme_luftdruck = bme280.get_pressure()

    local_dht_humidity, local_dht_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(
        dhtSensorWeissTyp,
        dhtSensorWeissGpio
    )

    local_am_humidity, local_am_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(
        dhtSensorAM3201Typ,
        dhtSensorAM3201Gpio
    )

    time.sleep(sensor_intervall)

while True:

local_bme_temperatur = bme280.get_temperature()

local_bme_luftfeuchtigkeit = bme280.get_humidity()

local_bme_luftdruck = bme280.get_pressure()

local_dht_humidity, local_dht_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(

dhtSensorWeissTyp,

dhtSensorWeissGpio

)

local_am_humidity, local_am_temperature = Adafruit_DHT.read_retry(

dhtSensorAM3201Typ,

dhtSensorAM3201Gpio

)

time.sleep(sensor_intervall)

Die Sensorik läuft in einem klar definierten Intervall.

Es erfolgt an dieser Stelle ausschließlich Datenerfassung – keine Bewertung.

4. Rohdaten ≠ Anzeigewerte

Ein häufiger Fehler in IoT-Projekten ist es, Messwerte sofort weiterzuverarbeiten oder anzuzeigen.

Im RasPi Zero Hub gilt bewusst:

Rohdaten bleiben Rohdaten.

Erst im nächsten Schritt werden sie:

geprüft
kombiniert
weiterverwendet

Diese Trennung hält die Logik nachvollziehbar und verhindert implizite Nebenwirkungen.

5. Festes Messwert-Mapping

Damit alle Systemteile dieselbe Bedeutung der Werte kennen, ist das Mapping fest definiert:

sensorwert_a → BME280 Temperatur innen
sensorwert_b → BME280 Luftfeuchtigkeit innen
sensorwert_c → BME280 Luftdruck
sensorwert_d → DHT22 Temperatur innen
sensorwert_e → DHT22 Luftfeuchtigkeit innen
sensorwert_f → AM2301 Temperatur außen
sensorwert_g → AM2301 Luftfeuchtigkeit außen

Diese Zuordnung ist im Python-Code dokumentiert und im Dashboard explizit gemappt.

Es wird nichts implizit interpretiert.

6. Mittelwertbildung für Innenwerte

Für Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Innenbereich werden Mittelwerte gebildet.

def berechne_mittelwert(wert1, wert2):
    if wert1 is not None and wert2 is not None:
        return (wert1 + wert2) / 2
    elif wert1 is not None:
        return wert1
    elif wert2 is not None:
        return wert2
    else:
        return None

def berechne_mittelwert(wert1, wert2):

if wert1 is not None and wert2 is not None:

return (wert1 + wert2) / 2

elif wert1 is not None:

return wert1

elif wert2 is not None:

return wert2

else:

return None

Beispiel (Temperatur innen):

temp_innen = berechne_mittelwert(bme_temperatur, dht_temperature)

1	temp_innen = berechne_mittelwert(bme_temperatur, dht_temperature)

Diese Mittelwerte sind keine rein kosmetische Anzeige, sondern werden direkt in der Entscheidungslogik verwendet:

innen_luftfeuchtigkeit = berechne_mittelwert(
    bme_luftfeuchtigkeit,
    dht_humidity
)

if innen_luftfeuchtigkeit is not None:
    if innen_luftfeuchtigkeit &gt; LUFTFEUCHTIGKEIT_SCHWELLENWERT:
        raumklima = False

innen_luftfeuchtigkeit = berechne_mittelwert(

bme_luftfeuchtigkeit,

dht_humidity

)

if innen_luftfeuchtigkeit is not None:

if innen_luftfeuchtigkeit > LUFTFEUCHTIGKEIT_SCHWELLENWERT:

raumklima = False

Die Mittelwerte dienen somit als stabile Entscheidungsgrundlage.

Sie werden:

live berechnet
für Logik verwendet
im Dashboard angezeigt

Nicht jedoch dauerhaft gespeichert.

7. Umgang mit Messfehlern

Sensoren sind nicht perfekt.

Deshalb wird jeder Wert einzeln geprüft.

Beispielhafte Fallback-Logik:

if bme_temperatur is not None and dht_temperature is not None:
    temp_innen = (bme_temperatur + dht_temperature) / 2
elif bme_temperatur is not None:
    temp_innen = bme_temperatur
elif dht_temperature is not None:
    temp_innen = dht_temperature
else:
    temp_innen = None

if bme_temperatur is not None and dht_temperature is not None:

temp_innen = (bme_temperatur + dht_temperature) / 2

elif bme_temperatur is not None:

temp_innen = bme_temperatur

elif dht_temperature is not None:

temp_innen = dht_temperature

else:

temp_innen = None

Ergänzend ist im Code eine transparente Debug-Ausgabe vorgesehen:

if terminalausgabe:
    print("BME:", bme_temperatur, bme_luftfeuchtigkeit)
    print("DHT:", dht_temperature, dht_humidity)
    print("AM :", am_temperature, am_humidity)

if terminalausgabe:

print("BME:", bme_temperatur, bme_luftfeuchtigkeit)

print("DHT:", dht_temperature, dht_humidity)

print("AM :", am_temperature, am_humidity)

Damit lässt sich jederzeit nachvollziehen, welche Werte tatsächlich vorliegen.

Fehlende Messwerte führen nicht zum Systemabbruch.

Das System bleibt auch bei Teilausfällen funktionsfähig.

8. Übergabe an Logik, Anzeige und Speicherung

Nach der Aufbereitung stehen drei Wege offen:

Anzeige auf dem Display
Logik (z. B. LED-Steuerung)
Speicherung (SQLite / API)

Die Sensorwerte werden atomar in den globalen Zustand übernommen:

with state_lock:
    bme_temperatur = local_bme_temperatur
    bme_luftfeuchtigkeit = local_bme_luftfeuchtigkeit
    dht_temperature = local_dht_temperature
    dht_humidity = local_dht_humidity
    am_temperature = local_am_temperature
    am_humidity = local_am_humidity

with state_lock:

bme_temperatur = local_bme_temperatur

bme_luftfeuchtigkeit = local_bme_luftfeuchtigkeit

dht_temperature = local_dht_temperature

dht_humidity = local_dht_humidity

am_temperature = local_am_temperature

am_humidity = local_am_humidity

Alle Systemteile greifen anschließend auf dieselbe konsistente Datenbasis zu.

Es gibt keine parallelen Berechnungen und keine widersprüchlichen Werte.

9. Fazit

Die Sensorik im RasPi Zero Hub ist bewusst:

redundant
transparent
erweiterbar

Durch die klare Trennung von:

Rohdaten
Aufbereitung
Nutzung

bleibt der Code nachvollziehbar und robust.

Wenn du diese Artikelserie bisher nicht kennst, hier sind die bisher erschienenen Einträge des Projekttagebuchs.

Der vollständige Projektcode des RasPi Zero Hub steht als Download zur Verfügung.
Alle Python-Dateien, Konfigurationen sowie die Weboberfläche sind dort gebündelt abrufbar:

👉 Zum Download des vollständigen Projektcodes

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Wolfgang Raab – Betreiber von webnist.de

Mein Name ist Wolfgang, ich beschäftige mich nun schon seit 1985 mit der EDV und im Besonderen mit der Software- und Webentwicklung.

Auf diesem Blog schreibe ich über Dinge, die mich begeistern, beschäftigen und ich der Meinung bin, es könnte für andere interessant und hilfreich sein.

Als großer Fan des Raspberry Pi finde ich es spannend, wie man den kleinen Computer in Verbindung mit dem IoT und Smart Home nutzen kann. Deshalb behandeln viele Beiträge auch genau dieses Thema.

Ich bin ein leidenschaftlicher Leser und Fotograf. Wenn ich nicht gerade in einem spannenden Roman versinke, bin ich oft unterwegs, um die Schönheit der Welt mit meiner Kamera einzufangen und zu teilen.

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