Hardware - Wetterstation

	erfasste Daten	Montageort
Vantage Pro 2 ISS	Temperatur und Luftfeuchte - 24h Aktivbelüftung (Solarpanel mit Akkupufferung) - Anschluss für Regenmesser und Anemometer 2,5m Höhe, sowie Helligkeitsgeber	in 2m Höhe
Regenmesser	- Auflösung 0,2 mm - 2014 nachkalibriert - Heizung	in 1m Höhe
Anemometer	Abtastrate der Winddaten 2,5 Sek. zur genauen Erfassung von Windspitzen 2. Windsensor in Bodennähe zur realistischeren Berechnung der Evapotranspiration	- in ca. 12m Höhe (2,50 über Dachfirst) - in 2,5m Höhe
UV-Sensor	UV-Index und UV-Dosis	in ca. 10m Höhe
Solarsensor	Globalstrahlung in W/m²	in ca. 10m Höhe
2. ISS Station	Anschluss für Anemometer, sowie der Solar- und UV Sensoren	in ca. 10m Höhe
Temperaturstation inkl. Temperaturfühler	Erfassung und Übermittlung der Wassertemperatur vom Kirchbruch	Sensor ca. 1,5m vom Ufer entfernt in 0,75m Wassertiefe neben meiner "privaten" Badestelle
Bodenfeuchte- bzw. Blattfeuchtestation	Übermittlung von Boden-, Blattfeuchte und Oberflächen- bzw. Bodentemperatur bzw. extra gekoppelten Niederschlagssensor	Nähe ISS 1
Blattfeuchtesensor	- Erfassung der Blattfeuchte - Messbereich 0 - 15 (0=trocken)	60cm über Boden
Bodenfeuchtesensor	- Messprinzip über Messung der Austrocknung - daher steigt der Wert an, je trockener der Boden wird - 0 bedeutet, Boden mit Wasser gesättigt	20cm im Boden
Temperatursensoren	Oberfächen und Bodentemperatur	- 5cm über Boden (ungeschützt / ohne Sonnenschutz) - 20cm im Boden
Niederschlagssensor / Regenmelder	- permanent beheizter Regensensor (Hygrosens) zur Messung der Niederschlagsdauer - zusätzlich Auswertung über Homematic Haussteuerung - Hersteller: Fa. Conrad - weitere Info´s	- in 2m Höhe direkt über der Wetterhütte
Homematic Temperatursensoren WDS 30	- zur Erfassung der Aussentemperatur für meine Haussteuerung, sowie Überwachung der Regenmesserheizung	- Fühler direkt an bzw. in der Davis Wetterhütte angebracht - direkt neben der Wippe des Regenmessers

	Datenerfassung, Visualisierung und Archivierung		Spec.
Davis Envoy8x	Empfangsstation für die einzelnen Funkstationen bzw. Sensoren
Meteohub	- 24h Betrieb - Mini PC ALX3W inkl. WLAN und installierter Meteohub Software auf Linux Basis
IBM Thinkpad T60	- 24h Betrieb - Basis mit Windows XP für WsWin-Software - durchschnittlich nur 15W Leistungsaufnahme im Dauerbetrieb
"Konsole(n)"	Anzeige der Wetterdaten über speziell eingerichtete Webseiten an verschiedenen Tablets (10" Odys Noon) im Haus, sowie Sat-Receivern etc.

Software - Wetterstation

Die offizielle Aufzeichnung der Wetterdaten begann am 1. September 2013.
1. Wetterstation bestand aus verschiednen Homematic Komponenten inkl. Kombisensor OC3 und Wetterstation WDC 7000.

Mitte Oktober wurde jedoch relativ kurzfristig auf Grund zu grosser technischer Probleme und zu geringer Erweiterungsmöglichkeiten auf eine Davis Vantage Pro2 Plus inkl. diversem Zubehör gewechselt.

Auf Grund der umfangreicheren Funktionalität, wie Empfang mehrerer ISS Stationen und der Auflösung von 0,1°C für extra Sensoren, wird der Envoy8x verwendet und die Konsole wurde abgeschafft.
Da einzelnen Webseiten mit den Wetterdaten jederzeit über Tablets, Sat-Receiver und sonstige Endgeräte permanent abgegriffen werden können, ist die Visualisierung ausserdem wesentlch schicker als diese Originalkonsole als Staubfänger herumstehen zu haben.

Der Meteohub sammelt die Daten des Envoy8x und bereitet sie nach umfangreicher Konfiguration auf bzw. macht sie online verfügbar.
Dazu erstellt die Software frei konfigurierbare Wettergrafiken und sonstige Auswertungen in flexiblen Zeiträumen.
Diese werden automatisiert über FTP zu meinem Webspace übertragen.
Meteohub stellt die Stationsdaten auch automatisch verschienden Wetterseiten zur Verfügung.

Desweiteren werden die Daten zeitgleich zu Meteoplug übertragen, um sie dort zusätzlich automatisiert aufbereiten zu lassen.
Das Liveboard und die interaktiven Grafiken verschiedener Zeiträume werden z.B. komplett in Meteoplug konfiguriert und anschlieesend aufbereitet.
Weiterhin werden die Daten auf dem Meteoplug Server auch archiviert und können kalendarisch tagesgenau abgerufen werden.

Um die extrem umfangreichen Statistikfunktionen von WsWin nutzen zu können, werden die Meteohub Daten auch direkt fortlaufend in WsWin importiert.
In Wswin wird das eigentliche Langzeitarchiv geführt.
Es findet ausserdem ein Datenrückfluss zum Meteohub statt, um Templates für die Homepage mit Meteohub kombinieren zu können, bzw. übernimmt Meteohub auch gleich den FTP-Upload für WsWin.

Hardware - Webcam´s

Eingesetzt wird die Vivotek IP8332C.

Für das Livebild wird die HD Auflösung 1280x800 verwendet.
Beim Livestream sind es 640x400 Pixel (skaliert mit JW Player auf 960x600).

Software - Webcam`s

Die Livebilder werden jede 2. Minute von den Kameras auf meinen Webspace geladen.

Für die Livestreams habe ich mich auf Grund meines DSL Upload Schwanenhalses für click2stream als Streamingserver entschieden, der den Stream meiner Webcams "abholt" und im Netz mit unbegrenzter Bandbreite zur Verfügung stellt.

Modifikationen und "Extrawürschte"...

1.) Regensensor / Regenmelder

Da der Regenmesser erst ab 0,2mm Niederschlag eine Meldung von sich gibt, was für die Erfassung der richtigen Niederschlagsdauer nicht ausreicht, musste ein einzelner Regensensor angeschafft werden.
Damit ist es nun möglich, auch kleinere Schauer oder Nieselregen zu erkennen.

Dieser wird mit 12V versorgt und permanent beheizt, so dass auch wirklich nur Niederschlag erkannt wird und er schnell abtrocknet sobald es nicht mehr "niederschlägt".
Nach vielen Probierphasen erfolgt die Auswertung nun wie folgt:

Der Sensor hat einen Öffner und einen Schliesser.
Der Schliesser startet einen Taktgeber, der alle 36s ein Relais betätigt.
Dieses ist mit dem Regenmessereingang meiner 2. ISS gekoppelt (der war ja noch frei) und erkennt somit durch die Anzahl der Impulse "Niederschlägsdauersummen", die ich über einen "rain1" Sensor am Meteohub, sowie in Meteoplug in allen erdenklichen Variationen auswerten kann.
Schema: 36s = 0,01Std.
Wenn ich also meiner ISS2 sage, dass sie in 0,01 inch zählen soll, ist "Regenmenge" in inch gleich Regendauer in Stunden.

Über einen virtuellen Temperatursensor in Meteohub (der an rain1 "gekoppelt" ist), wird das Signal auch an Wswin übergeben und kann da über die Spezialsensoren ebenfalls als Zeitsensor/Regendauer erfasst werden.

Bei kürzlichem, tatsächlichen Regenfall von 3,5 Std. mit Unterbrechungen hatte ich am Ende eine Abweichung von 5min beim gemessenen Wert.
Damit kann ich leben.

Der Öffner ist übrigens noch mit einem Meldekontakt der Haussteuerung verbunden, um da auch die Niederschlagserkennung auswerten zu können.

2.) Helligkeitsgeber / Helligkeitsmessung

Die Umsetzung der Erfassung der Helligkeit (eigentlich Beleuchtungsstärke) hat mich längere Zeit beschäftigt.
Fast alle bezahlbaren Helligkeitssensoren mit 10V Analogausgabe messen nur bis 100000 Lux, was für einen hellen Sommertag einfach zu wenig ist.
Selber basteln kam auch nicht in Frage, da ich keine "Schätzeisen" haben wollte und die richtungsunabhängige Messung optisch nicht so einfach umzusetzen ist.

Aus diesem Grund musste dann doch eine professionelle Lösung in Anspruch genommen werden und es brauchte eine Weile, bis ich mich dazu durchgerungen hatte.
Die Fa. Thies Clima bot genau das an was ich suchte. Der Sensor erfasst 2 Helligkeitsbereiche (einer programmierbar, der andere fest - sh. Doku).
Der grosse Bereich bildet 0 - 150 klx in linearen 0 - 10V Gleichspannung analog ab.

Nun war ja noch an meiner ISS 1 der Eingang für den Solarsensor frei. An diesem Eingang wird ein lineares Signal von 0-3V erwartet (0 - 1800W/m²).
Was lag also näher, als mittels eines Spannungsteilers den Anschluss hinzubekommen.

Jetzt kam noch die Aufgabenstellung, das softwaremässig auszuwerten.
Da half Meteohub mit seinen virtuellen Sensoren wieder mal weiter. Damit kann bei der Umrechung gleich da Anpassung erfolgen.
Das Testen der Messergebnisse sowie besagte Anpassung habe ich mit einem Luxmeter der Fa. Testo durchgeführt und war mit dem Ergebnis sehr zufrieden.
Die Anzeige erfolgt immer in klx, da 100000´er Werte nicht wirklich sinnvoll sind.
An Wswin wird der Lux-Wert mittels eines virtuellen Temperatursensors übergeben.

Davor musste ich feststellen, das Wswin keinen Sensor mit frei wählbarer Einheit zu Verfügung stellt und einen direkten Helligkeitssensor nur mit einer Wetterstation WS 2500 unterstützt.
Eine völlig unsinnge Restriktion und in der Meteohub/Meteoplug Welt zum Glück kein Thema.

Den 2. Bereich von 0 - 1000 Lux werte ich derzeit noch nicht aus, da dieser nur in der Dämmerung mal kurz "durchschritten" wird.
Aber da ist ja noch der Eingang für den UV-Sensor frei und vielleicht habe ich mal Langeweile.
Damit wäre es unter Umständen möglich, helle Vollmondnächte (ca. 0,5 bis 2 Lux) zu erfassen...

3.) Regenmesserheizung

Zur Vervollständigung bekam der Regenmesser eine Heizung, um auch im Winter seinen korrekten Dienst verrichten zu können und Schnee als Niederschlag zu erfassen. Dies war in meinem Fall relativ leicht umzusetzen, da die Steuerung der Heizung durch meine bereits installierte Haussteuerung (Homematic CCU2) übernommen wird und durch die Funkübertragung eine problemlose Integration möglich ist. Ich benötigte zusätzlich: 2 Homematic Funk-Temperatursensoren (Erfassung der Aussen- und Regenmessertemperatur) 1 Homematic Funk-Schaltkontakt 24V Netzteil (30W) – Conrad Elektronik 4 Heizfolien 24V/5W – Conrad Elektronik Die 4 selbstklebenden Heizfolien sind von innen an den Trichter geklebt. Die Erwärmung ist ganz ordentlich, doch kann das der schwarze Kunststoff problemlos ab, da er im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung noch höherenTemperaturen ausgesetzt ist. Der vorteilhafte Nebeneffekt ist dabei, genügend Reserven auch bei tiefen Minusgraden zu haben und das die abstrahlende Wärme ebenfalls den Innenraum, inkl. der Regenwippe leicht erwärmt, um ein Einfrieren dieser zu verhindern. Allerdings ist die Erwärmung nur so moderat, dass nicht etwa das Wasser in der Wippe zu stark verdunstet. Um das zu überprüfen, ist dort ein Temperatursensor angebracht, der zusätzlich zur Alarmierung verwendet werden kann, falls die Temperatur im Regenmesser unter 0°C sinkt.

Steuerung: Sinkt die Aussentemperatur unter 3°C, wird die Regenmesserheizung über den Schaltkontakt aktiviert. Sollte die Temperatur an der Wippe über 15°C steigen, wird die Heizung vorübergehend wieder deaktiviert, um eine zu starke Verdunstung zu verhindern. Bei den geringen Regen(Schnee)mengen im Winter kann es schon mal sein, dass das Wasser sehr lange in der Wippe bis zum nächsten Auslösen stehen bleibt. Aus diesem Grund ist die Verdunstung nicht zu unterschätzen. Erkennt der Temperatursensor im Regenmesser unter 0°C, bekomme ich eine SMS über die Haussteuerung, denn das ist sicher irgendetwas mit der Heizung nicht in Ordnung. Den Strombrauch von 20W der Folien halte ich für sehr moderat.