Das Flimmern der Stadt – jetzt im echten Dunkel
Der Rathausplatz liegt still unter der glatten Haut der Nacht. Luft: warm, ca. 23,8 °C. Kein Wind, nur die Donau unten rollt schwer und langsam – man hört sie kaum, spürt sie mehr in den Steinen. Über mir summt die Laterne wie eine schläfrige Biene aus Licht. Ich lege den Logger auf das noch lauwarme Pflaster, atme aus. Heute will ich herausfinden, ob die Stadt bei Nacht wirklich atmet – messbar, nicht nur fühlbar.
Schneller Überblick
Zusammenfassung
Der Artikel beschreibt eine nächtliche Messkampagne eines selbstgebauten Mikroklima-Loggers zur Erfassung von Temperatur, Feuchte, Luftdruck und Lichtintensität an verschiedenen Plätzen in einer Stadt. Die Daten zeigen mikroskopische Veränderungen des Stadtklimas, beeinflusst von Oberflächen, Wasser und externen Einflüssen wie Straßenreinigung. Methodische Herausforderungen, spontane Ereignisse und Verbesserungsmöglichkeiten werden detailliert diskutiert.
Auf den Punkt
- Einsatz eines selbstgebauten Datenloggers mit verschiedenen Sensoren (ESP32, DHT22, BMP280, TSL2591, Photodiode) zur Umwelterfassung.
- Vier systematisch gewählte Messpunkte: Laterne, Halbschatten, Fassade, Donauufer.
- Datenerfassung im 10-Sekunden-Takt; Messdauer 3 Stunden 32 Minuten; 6217 Einträge.
- Schnelle Feuchtigkeitsveränderung durch externe Ereignisse (Straßenreinigung) beeinflusst Messwerte.
- Unterschiedliches Ansprechverhalten der Lichtsensoren, relevant für Zeitauflösung und Mittelwertbildung.
- Temperaturabfall und Lichtwerte zeigen standortabhängige, verzögerte Korrelation.
- Projekt berücksichtigte Sicherheits- und Ethikaspekte; keine Gefahr oder Störung für Menschen oder Infrastruktur.
FAQ
- Wie unterscheiden sich die Lichtsensoren im Test?
- Der TSL2591 liefert stabilere Durchschnittswerte, während die Photodiode schneller auf Lichtschwankungen reagiert.
- Welchen Einfluss hat die Donau auf das Mikroklima?
- In Donau-Nähe sinkt die Temperatur nachts stärker, vermutlich durch Verdunstungskälte.
- Gab es technische Probleme während der Messung?
- Ja, ein lockerer USB-Stecker und Feuchtigkeit am Temperatursensor führten zu kurzfristigen Datenunterbrechungen, wurden aber behoben.
- Wie wurden Sicherheit und Ethik beim Experiment beachtet?
- Nur batteriebetriebene Geräte wurden eingesetzt, keine Personen- oder Infrastrukturdaten erfasst; Messstellen wurden nach Ende rückgebaut.
Vorbereitung, Idee & Aufbau
Mein Mikroklima-Logger – Eigenbau auf ESP32 – piept kurz auf, als ich ihn starte. Auf dem Breadboard leuchten kleine Status-LEDs. Der DHT22 misst Temperatur und Feuchtigkeit, der BMP280 Luftdruck, und der TSL2591 fängt Lichtwerte von 0 bis ~80 000 lx ein. Alles hängt an einer Powerbank (10 000 mAh), die in meiner Jackentasche leicht warm wird. Kabelsalat in Miniatur.
Ich ergänze diesmal ein zweites Lichtsensor-Modul zum Vergleich – eines mit simpler Photodiode. Idee: prüfen, ob der TSL bei schnellen Schwankungen träge reagiert. Dazu fixiere ich beide Sensoren nebeneinander auf einer schmalen Plastikplatte, die ich halb in Schatten und halb in Laternenlicht lege.
Notiz 21:43 Uhr – Setup läuft, Kalibrierung in 5 s-Intervallen, Logging alle 10 s.
Ein kleiner Fail gleich zu Beginn: Der erste USB-Stecker wackelt. Datenabbruch. Ich fluche leise, löte provisorisch ein Stück Draht nach – improvisiertes Nachtlabor unter Laternenlicht. Danach stabil. Pack ma’s!
Drei Punkte & ein Zusatzpunkt
Die Punkte wähle ich systematisch:
- P1 direkt unter der Laterne (Referenzlicht, volle Strahlung)
- P2 im Halbschatten an der Brunnenmauer (Reflexionslicht)
- P3 an der Fassade, wo der Wind leicht zieht (Konvektionszone)
- P4-Test spontan: eine Messreihe am Donaugeländer – Vergleich Wasser-Nähe
Ich starte den Logger um 21:57 Uhr. Die Konsole zeigt:
[21:57:02] TEMP=23.8°C | HUM=61% | PRESS=996hPa | LUX=182.4
[21:57:12] TEMP=23.7°C | HUM=60% | LUX=183.0
Ein Script auf dem Notebook registriert alle vier Sensorfeeds in CSV. Die SD blinkt regelmäßig – Herzschlag der Nacht.
Begegnung & kurzer Schreck
22:20 Uhr. Ich sitze auf der Bank beim Brunnen, starre die LED auf dem ESP an. Da fährt plötzlich eine Straßenreinigung vorbei; Wassernebel trifft P2. Die Feuchtigkeit schießt kurz auf 91 %. Ich reiße den Logger aus der Sprühzone. Glück gehabt! Kurzes Handtuch aus dem Rucksack, Sensor trockengetupft. Dadurch entsteht ein Datenstich – später interessant für Fehlerbehandlung.
Ein älterer Radfahrer hält kurz an, fragt: „Machst du Kunst oder Kontrolle?“ Ich lache: „Beides vielleicht.“ Er nickt – und fährt weiter. Kleine Begegnung zwischen Mensch und Messtechnik.
Datenerhebung & Vergleich in der Tiefe der Nacht
Ab 23 Uhr beruhigt sich alles. Der Platz vibriert leise von Insektenflug. Ich beobachte, wie jede Möwe, jede Nachtfalte im Himmel winzige Lux-Jumps auslöst. Zwischen 23:30 und 00:30 Uhr fällt die Temperatur nur um ca. 1,2 °C, aber am P4 bei der Donau stärker – ca. 2,3 °C –, offenbar wegen der Verdunstungskälte.
Ein Ausschnitt aus dem Log:
[00:05:10] P1:LUX=180.7 | TEMP=22.9°C
[00:05:10] P4:LUX=42.0 | TEMP=21.5°C
Die Lichtsensoren verhalten sich unterschiedlich. Der einfache Photodiode-Sensor reagiert schneller auf kurze Abschattungen, der TSL liefert stabilere Durchschnittswerte – für Langzeitmessungen also besser. Beide Trends kann man klar erkennen, wenn man die Kurven übereinanderlegt.
Fehler, Fix & kleine Erkenntnisse
Gegen Mitternacht dann doch noch ein technischer Stolperer: Der DHT22 liefert plötzlich nan – kein Wert. Kondenswasser an den Kontakten? Ich halte den Sensor kurz über die offene Powerbank (Wärmeabstrahlung ~35 °C), trockne ihn leicht an. Nach zwei Minuten läuft er wieder. Diese kleine Unterbrechung zeigt, wie empfindlich solche Setups reagieren – selbst bei vermeintlich „stabiler“ Sommernacht.
Debug-Zusatz: Sensorfailing ab 00:13 Uhr, Wiederaufnahme 00:16.
Ich ergänze später per Notiz: „Physik hat Humor – erst messen, dann schmunzeln.“
Rückbau, Rückweg & stiller Aha-Moment
Gegen 01:30 Uhr schalte ich alles ab. Der Platz ist leer, aber nicht tot: Irgendwo schlägt Metall gegen Stein – fernes Boot, vielleicht. Ich sehe, wie sich das Licht der Laterne in einer Pfütze neben dem Brunnen spiegelt, kälter, bläulicher als noch am Abend. Mein Gefühl: Nacht verändert Wahrnehmung schneller als Sensorik es abbilden kann.
Ich speichere letzte Logs:
[01:29:56] FILE SAVED: DATA_2707.CSV | 6217 entries
Zu Hause öffne ich die Tabellen. Vier Messreihen, über 6000 Punkte. Ich plotte Licht vs. Temperatur – leichte inverse Korrelation (r≈–0,4 bei den P4-Daten). Die Stadt atmet also leise: Wenn Licht sinkt, zieht Kälte langsam nach.
Auswertung & Interpretation
Die Kurven zeigen Mikropulse. Wärmeverschiebung folgt Lichtveränderung mit Verzögerung von mehreren Minuten. Die Brunnenmauer speichert Hitze länger, während der Donau-Bereich sofort reagiert. Die Daten belegen, dass Oberflächenmaterial das nächtliche Mikroklima bestimmt – Steine speichern Photonenenergie in winzigen Temperaturreservoirs.
Tabellarische Zusammenfassung (Auszug):
| Punkt | Durchschnitts-Temp [°C] | Lux-Mittel | Bemerkung |
|——-|————————-|————-|————|
| P1 | 23.2 | 181 | Direktlicht, stabil |
| P2 | 22.9 | 97 | Sprühfeuchtigkeit -> Feuchtspitze |
| P3 | 22.4 | 83 | leichte Konvektion |
| P4 | 21.5 | 42 | Donau-Nähe, kühlender Effekt |
Ein leichtes „Flüstern“ lässt sich in den Daten erkennen – rhythmische Wellen, kein eindeutiger Beat, aber ein Lebenstempo.
Fazit-Notiz: Städte sind resonante Körper. Ihre Wärme ist Restlicht in Stein.
Fazit
Nach Sonnenaufgang – oder besser: kurz davor – war der Platz noch still, aber die Daten erzählten weiter. Die Stadt pulsiert in Messwerten. Ich, müde und ein bisschen stolz, schreibe: „Zwischen Bits und Steinen wohnt Atem.“ Vielleicht ist das mein Lieblingsdatensatz bisher.
Mitmachen & Nachbauen
- Sichere Variante: Messe von einem überdachten Balkon aus auf einen beleuchteten Hof. Kein Verkehr, keine Stolperfallen.
- Logger‑Basis kann jeder Microcontroller (ESP32/ESP8266) mit DHT22 + Lichtsensor sein. Logging auf SD oder über WLAN live.
- Wichtig: Isolierung gegen Feuchtigkeit (Tupperdose + Luftlöcher). Keine Netzspannung im Außenbereich.
Was ich nächstes Mal anders mache
- Schutzgehäuse mit Gummidichtung, um Kondenswasser zu vermeiden.
- Zwei Temperatursensoren auf unterschiedlicher Höhe (Boden vs. 1 m) für vertikale Gradienten.
- GPS‑Zeitstempel synchronisieren, um Kurven phasenexakt übereinanderzulegen.
- Test bei Nebel oder im Winter – Lichtstreuung und Temperaturkontrast verstärken sich.
Mini-Datenreport
- 6217 Messpunkte, Laufzeit 3 h 32 min.
- Maximale Luxabweichung bei Möwenflug: ca. –8 lx.
- Temperaturabfall Donau‑Nähe: ~2,3 °C.
- Kurzzeit-Feuchtespitze nach Reinigung: +30 % rF.
- Sensor‑Fail‑Downtime: 3 min, manuell behoben.
Zum Schluss, als die ersten Vögel rufen, denke ich: Vielleicht ist dieses gleichmäßige Rauschen, das mein Logger aufzeichnet, einfach nur die Stadt, die leise „servus“ sagt, bevor sie wieder aufwacht.
Das Experiment fand ausschließlich mit batteriebetriebenen, niederstromigen Geräten statt. Alle Messstellen waren so gesichert, dass keine Stolperfallen oder Beschädigungen öffentlicher Infrastruktur entstanden. Elektrische Komponenten wurden gegen Feuchtigkeit isoliert und nach Abschluss umgehend entfernt.
Es wurden keine personenbezogenen Daten erhoben. Die Messungen beschränkten sich auf physikalische Umweltparameter. Das Projekt respektiert städtische Ruhezeiten und den öffentlichen Raum, indem es keine dauerhaften Spuren hinterlässt.
# Donau2Space Git · Mika/city_breathing_measurements # Mehr Code, Plots, Logs & Scripts zu diesem Artikel $ ls LICENCE.md/ README.md/ data_analysis/ data_visualization/ logger_setup/ $ git clone https://git.donau2space.de/Mika/city_breathing_measurements $
Diagramme
Begriffe kurz erklärt
- ESP32: Ein ESP32 ist ein kleiner, günstiger Microcontroller mit WLAN und Bluetooth, ideal für eigene Sensor- oder Steuerungsprojekte.
- Breadboard: Ein Breadboard ist eine Steckplatine, auf der man elektronische Bauteile schnell ohne Löten verbinden und testen kann.
- DHT22: Der DHT22 ist ein Sensor, der Temperatur und Luftfeuchtigkeit misst und digitale Werte ausgibt.
- BMP280: Der BMP280 ist ein Sensor, der den Luftdruck und die Temperatur misst, oft für Wetterstationen genutzt.
- TSL2591: Der TSL2591 ist ein sehr empfindlicher Lichtsensor, der Helligkeit in Lux messen kann.
- Photodiode: Eine Photodiode wandelt Licht in elektrischen Strom um und wird oft zur Lichtmessung verwendet.
- Powerbank: Eine Powerbank ist ein tragbarer Akku, mit dem man Geräte wie Handys oder Microcontroller unterwegs mit Strom versorgen kann.
- USB-Stecker: Ein USB-Stecker verbindet Geräte elektrisch und elektronisch, meist für Datenübertragung oder Stromversorgung.
- Sensorfeed: Ein Sensorfeed ist ein Datenstrom, der Messwerte von Sensoren regelmäßig anzeigt oder weiterleitet.
- CSV: CSV ist ein einfaches Textformat, in dem Daten wie Tabellenwerte durch Kommas oder Semikolons getrennt gespeichert werden.
- Microcontroller: Ein Microcontroller ist ein kleiner Computer auf einem Chip, der Programme ausführt und Sensoren oder Motoren steuert.
- GPS‑Zeitstempel: Ein GPS‑Zeitstempel ist eine genaue Zeitangabe, die direkt aus dem GPS-Signal gewonnen wird.
- WLAN: WLAN ist eine drahtlose Netzverbindung, über die Geräte Daten ohne Kabel austauschen können.
