Funk-Wetterstation. Version II
Status: Projekt abgeschlossen, noch nicht komplett veröffentlicht.
Die Wetterstation 1 hat seit April 2011 fließig ihren Dienst verrichtet.
Die Technik hat fast ohne Ausfälle funktioniert. Nur das Gehäuse und der Regensensor sind nicht so toll. Wegen fehlender Dichtungen kommt Feuchtigkeit in die Steuerung, hier musste ich mit Teflonband nachhelfen. Und der Regensensor (Kemo M152, fertig gekauft) macht was er will. Im Hochsommer meldet er bei Trockenheit Regen, wenn es richtig regnet meldet er nichts.
Nach einigen Recherchen fand ich heraus, dass es nur Regen meldet wenn im Wasser ausreichend Schmutzanteile vorhanden sind und dadurch die Leitfähigkeit des Regen gegeben ist. Das passt mir aber überhaupt nicht. Wenn es regnet benötige ich eine zuverlässige Meldung um z.B. die Markiese einfahren zu können usw.
Ausserdem sind alle Messfühler in einer Einheit verbaut. Sollte mal ein Sensor defekt sein, muss die gesamte Station abgebaut werden.
Bei der neuen Wetterstation habe ich dieses geändert. Messfühler sind teuer. Also habe ich zwei defekte Wetterstationen (Funk-Wetterstation Professional USB von Conrad) sehr billig bei EBAY ersteigert, die gesamte Technik rausgebaut und den Empfänger sofort entsorgt. Stationen in dieser Preisklasse arbeiten mit Reedkontakte. So wird bei der Messung der Windgeschwindigkeit ein Magnet über den Reedkontakt bewegt, der dann (wenn er funktioniert) Impulse in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit abgibt. Bei der Kippwaage und dem Windrichtungsanzeiger genau das Gleiche. Die Reichweite der Station ist mit ca. 20 Meter angegeben. Viel zu wenig für mich!
Wie bei der Wetterstation 1 gilt auch hier:
Mich interessieren nicht die Daten eines Hygrometer oder Barometer und auch keine Windrichtung.
Mich interessiert das was gerade an Wetterdaten vorliegt: Windgeschwindigkeit, Außentemperatur, Sonneneinstrahlung, Regensensor (Tropfensensor) und die Erfassung der Regenmenge, da wir unser Wasser aus einem Brunnen beziehen und ich die Regenmenge kennen muss. Und alle diese Daten sollen über eine Schnittstelle (LAN) verfügbar sein. Ich habe keine Wetterstation zu einem erschwinglichen Preis gefunden, die so etwas liefert.
Display mit den aktuellen Wetterdaten vom 08.05.2013.
Das Gehäuse ist nun "wetterfest". Eine Dichtung hält nun Wind und Wetter von der Elektronik fern.
Folgende Daten werden gerade angezeigt:
Zeile 1:
Windgeschweindigkeit aktuell und max-Wert seit der letzten Übertragung.
Zeile 2:
Niederschlag seit Mitternacht und aktuelle Lichteinstrahlung
Zeile 3:
Aussentemperatur und Temperatur im Regenmesser
Zeile 4:
aktuelle Uhrzeit und "a" für automatischen Übertragungsmodus
Die LED unten links blinkt bei Datenverkehr....
Ich habe div. Display ausprobiert. Orange hat den besten Kontrast bei Sonneneinstrahlung. Blau oder grün ist kaum zu erkennen.
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Die Frage, wofür ich die Lichtmessung (nicht globale Sonneneinstrahlung) benötige will ich gleich beantworten:
Damit bestimme ich bei welcher Helligkeit die Außenbeleuchtung ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Innenansicht der Kippwaage:
Die beiden Heizwiderstände sind auf einem ALU-Winkel montiert. Unten links die LED für die Heizungsanzeige.
Oberhalb die Anschlüsse für den Temperatursensor (Dallas DS18B20) für die Heizungssteuerung.
Die Kippwaage erfasst bei jeder Messung eine Regenmenge von 0.279 Liter/Qm. Diesen Wert habe ich auf 0,28 Liter/Qm aufgerundet,
da tendenziell immer etwas zu wenig Regen erfasst wird. Das liegt daran, dass ein Teil des Wassers, welches durch den Trichter läuft
daneben sprizt. Außerdem kommt es mir auf eine so geringe Fehlmessung nicht an.
Im hinteren geschlossenem Teil sitzt der Hallsensor. Er ist so gegen Spritzwasser gut geschützt. Normalerweise sind dort Reedkontakte verbaut.
Die liegen jetzt im Müll. Der Hallsensor arbeitet verschleißfrei und gibt bei jeder Bewegung der Kippwaage einen Impuls ab. Die Anzahl Impulse
werden nur noch mit 0,28 multiplisziert und schon ist die gefallene Regenmenge seit Mitternacht bekannt.
Um Null Uhr wird der Zähler automatisch zurück gesetzt. So erfasse ich immer die Regenmenge ab Mitternacht über 24 Stunden.
So was braucht kein Mensch!?? DOCH! aber dazu später mehr.
Um die Wetterstation mit Heizung und dem RFM12BP (500 mW) zu betrieben sind verschiedene Spannungen erforderlich.
12 Volt für die Endstufe des RFM12BP
12 Volt für Heizung des Regenmesser und Lichtsensor
5 Volt für den PIC und das Display
3,3 Volt für das RFM12BP-Modul
Für 7,50 Euro habe ich sehr gute Schaltnetzteile bekommen die außerdem noch jede Menge Leistung bei hohem Wirkungsgrad besitzen. Es ist kaum möglich ein Netzteil zu diesem Preis selbst zu bauen.
geöffnete Wetterstation:
Das Netzteil für die Stromversorgung unter der Controller-Platine benötigt den meissten Platz.
Im oberen Teil des Gehäuse habe ich einen Blechsteifen als "elektrisches Gegengewicht" für die Sende/Empfangsantenne eingeklebt und
mit der Masse verbunden. Dieses "Gegegengewicht" ist unbedingt einzubauen, das sonst die Abstahlung der Antenne nicht richtig funktioniert.
Die Anschlüsse der Sensoren wurden über RJ45-Stecker angeschlossen. So ist es möglich einen einzelnen Sensor abzubauen ohne die gesamte Steuerung
mit allen Sensoren abzuschrauben. Für evtl. Verbesserungen, Reperaturen oder Erweiterungen kann nun jeder Sensor einzeln abmontiert werden.
Die Controller-platine benötigt trotz großzügigem Aufbau wenig Platz. Neben dem RFM12BP-Modul (unten links) belegt der PIC den meisten Platz.
Einige Widerstände, Tantalelkos und Steckverbinder (oben links) für das Display, nicht viel mehr ist notwendig.
Fortsetzung folgt......