Welche Hardware funktioniert optimal? Anemometer, Windrichtung, Regemesser

Hallo zusammen,

welche Erfahrungen habt ihr mit Hardware zur Wind- und Niederschlagsmessung?
Könnt Ihr ein Setup empfehlen?

Vielen Dank für etwas input!

Grüße aus dem Münsterland,
Martin

Hallo Martin,

ich nutze folgende Kombi aus Windfahne, Wind- und Regenmesser mit meiner Sensebox:
SEN08942 (Rain Gauge, Wind Speeed, Wind Vane)

SEN-08942 - Wettermessgeräte-Bausatz, SparkFun Electronics

https://www.distrelec.de/de/wettermessgeraete-bausatz-sparkfun-electronics-sen-08942/p/30145498

Die Kombi hat eine einfache Technik und ist für den Preis robust aufgebaut. Die Windfahne und -messer funktioniert problemlos seit einem Jahr allen Wettern. Der Regenmesser auch, misst allerdings bei starkem Wind manchmal auch etwas Regen, weil die Wippe durch den Wind umklappt. Da ich nur die Impulse zähle aber noch keine Filterung in der Software implementiert hat, lässt sich das auch einfach durch ein paar Zeilen Code lösen. Die Technik ist bei allen drein Sensoren simpel, sprich da kann auch nicht viel kapput gehen.

Für die Kombi gibt es keine fertige Software Lib. Da die Sensoren nur einfache digitale und analoge Eingänge der Sensebox nutzen ist der Code dafür aber auch einfach selbst zu schreiben und im Netz finden sich auch die passenden Code Snippets.

Viele Grüße aus dem Schwabenland
Wolfgang

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Hallo Martin,

etwas verspätet eine Bemerkung zu Deiner Frage.

Meine Wetterstation (SUADHW2, mit Bild) ist mit einem Regenmesser mit
Messwippe ausgestattet. Der Regenmesser ist geeicht, hat einen großen
Trichter-Durchmesser und fängt damit auch bei Wind genügend Niederschlag
ein.
Programmiert habe ich die Messung im Sketch, der auch alle anderen Sensoren
abarbeitet.
Die Wippen-Schaltvorgänge werden über einen externen Interrupt abgefangen
und ausgewertet, die Menge an Regen pro Schaltvorgang wie gesagt geeicht ist (= 0,0203 mm / qm).

Den Windmesser habe ich zwar schon laufen, aber noch nicht an meine
Wetterstation angeschlossen. Der müsste auch über einen weiteren externen Interrupt in den Sketch eingebunden werden, was m.E. aber Probleme bei
starkem Wind bringen könnte: Bei einem Interrupt wird ja das laufende
Progamm unterbrochen, der Interrupt abgearbeitet, und das Programm weiter
fortgeführt. Bei sehr schnell hintereinander eintreffenden Impulsen des
Windmessers glaube ich, dass der Wetterstations-Sketch zu oft unterbrochen
wird, und die Auswertung der anderen Sensoren behindert wird.

Übrigens, einen guten Windmesser mit Schaltkontakt kannst Du recht
preisgünstig bekommen, das Ding heißt Volkswindmesser, und über diesen
Link kannst Du Dir ihn anschauen:

http://www.schubert-gehaeuse.de/anemometer.html.

Im Download-Bereich gibt’s dort auch einen Sketch, der gut funktioniert.
Ich habe bei einem Funkamateur-Treffen die Firma kennengelernt und mir
dort den Windmesser schon vor langer Zeit beschafft.

Meine Idee, die noch nicht komplett realisiert ist:
Mit einem anderen Mikro-Controller (z.B. ESP32 o.ä) die Windmessungen
(Umdrehungen / Schaltimpulse) vornehmen und Geschwindigkeit berechnen,
dann das Ergebnis zur Wetterstation übertragen.
Hinweise zur Verbindung und dem Datenaustausch gibt’s genügend im Netz.

Vielleicht helfen Dir meine Anmerkungen,

Raimund

Hallo Martin,

ich habe etwas vergessen, was im Rahmen mit Regenmessung
zu erwähnen ist.

Man möchte ja den Regen pro Zeitraum (bei mir pro Tag) messen.
D.h. man muss eine Zeitmessung vornehmen.
Meine Zeit wird über ein GPS-Modul geholt, was aber zusätzlich
eine Anpassung an unsere MEZ und MESZ nötig macht.
Das ist etwas Programmier-Arbeit, hat aber den Vorteil, dass eine
neue Zeitsetzung wie bei einer RTC (real time clock) bei Batterie-
wechsel nicht nötig ist. Das Holen der Zeit bei Neustart dauert bei
mir gar nicht lange (1 min).
Folgendermaßen läuft das bei mir:
Um Mitternacht wird die SBox neu gestartet, der Regen-Messwert wird
zurückgesetzt (=0), und ein neuer Tages-Zeitraum gestartet.

Um die programmierte Zeit-Umstellung zu vermeiden, experimentiere ich
mit der Uhrzeit über DCF77 (die aus Frankfurt gesendete Uhrzeit).
Leider haben meine Experimente noch kein Ergebnis gebracht.

Nachteil: jeder Neustart löscht den alten Messwert, z.B. auch dann,
wenn man tagsüber auf die Wetterstation einen neuen Sketch laden will,
z.B. bei Fehlerkorrektur, Erweiterungen usw.
Für mich war das ärgerlich, also habe ich den aktuellen Regen-Messwert
jedes Mal, wenn die Sensor-Daten an die SenseMap geschickt werden, in
ein EEPROM gespeichert und lese diesen Wert aus, wenn tagsüber
ein Reset gemacht werden muss. So habe ich eine Kontinuität über
Tag. (Man gönnt sich ein wenig Luxus :-)) )
Noch etwas, mechanische Kontakte wie der Schalter im Regenmesser prellen,
d.h. es gibt eine Menge von Impulsen bis der Schalter komplett
geschlossen ist und das verwirrt die MCU.
Man kann das hardware-mäßig lösen (1 Widerstand + 1 Kondensator) oder
im Sketch programmtechnisch abfangen. Meine Lösung ist die Hardware.

Nicht zu vergessen ist ein weiterer Vorteil des nächtlichen Resets:
Wartezeiten messe ich mit millis (), einem internen MCU-Zähler.
Dieser Zäehler wird nach ca. 50 Tagen automatisch auf 0 gesetzt und das
müsste abgefangen werden, wenn die Station länger als dieser Zeitraum
in Betrieb ist. Fällt also weg.

Ich hoffe, Dir mit meinen Ausführungen nicht die Lust genommen zu haben.

Raimund

Hallo Raimund,

vielen Dank für die ausführliche Beschreibung.

Im Gegenteil :wink: Das ist ja gerade die Herausforderung. Wäre doch langweilig, wenn’s einfach so geht. Als absoluter Nicht-Elektroniker und Gelegenheitsprogrammierer ist das eine spannende Geschichte.

Ich bleibe dran.

Grüße aus dem eisigen Münsterland,
Martin