Author Topic: Anfängerfragen zu einer Wetterstation  (Read 1406 times)

n00bpro

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Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« on: March 01, 2019, 10:01:05 »
Hallo zusammen,

ich habe ein paar Fragen, die ich mir bisher leider noch nicht selbst beantworten konnte. Vermutlich wirken sie für euch primitiv, ich würde mich aber trotzdem über eine Beantwortung freuen.

Meine Vorstellung:
Ich habe noch einen Raspberry Pi 3 zuhause und dazu noch ein ungenutztes 10" Touch-Display. Nach ein paar Recherchen hätte ich Lust, mir eine Wetterstation für innen und außen zu bauen und habe nach Raspberry-Projekten gesucht. Das Ganze scheint aber äußerst mühsam, weil man halt die Sensoren alle selbst raussuchen, verlöten usw. muss und das stelle ich mir als Anfänger relativ schwierig vor (Fehlersuche usw.). Gestern bin ich auf Tinkerforge gestoßen und finde den Ansatz auch überzeugend, allerdings habe ich ein paar Verständnisschwierigkeiten zum Konzept.

Mir schwebt folgendes vor:
Sensoren außen:
-       Windstärke
-       Windrichtung
-       Regenmenge
-       Temperatur
-       Luftfeuchtigkeit
-       UV
-       Feinstaub
-       "Lärmpegel" (Schallintensität oder Schalldruck?)
-       Barometer
-       radioaktive Strahlung

Sensoren innen:
-       Temperatur
-       Luftfeuchtigkeit
-       Indoor Air quality index
-       Dust Detector?

So, prinzipiell gibt es ja alle Sensoren als Baukasten, bis auf den Geigerzähler :)

Jetzt kommen wir zu meinen Fragen:
1. Genauigkeit: Bei den "fertigen" Wetterstationen hat mich neben der mangelnden Flexibilität immer die Genauigkeit der Sensoren abgeschreckt. Auch bei den einzeln zu kaufenden Sensoren gibt es auf unterschiedlichen Blogs durchaus andere Meinungen zur Genauigkeit. Muss ich mir bei den hier im Shop angebotenen Sensoren darüber Gedanken machen, oder kann ich mich prinzipiell darauf verlassen, dass die ermittelten Werte mit "normalem" Genauigkeitsanspruch passen? (bei 22° mit nem geeichten Thermometer hätte ich schon gerne einen Wert +-0,5° - nach Datenblatt ist das ja nahezu immer gegeben, aber die Erfahrung aus anderen Projekten zeigt leider stellenweise was andres)

2. Wasserdichtigkeit und Packaging: Ich bräuchte ja für draußen ein wasserdichtes Gehäuse zur Unterbringung der Sensoren, die Stromversorgung müsste ebenfalls sichergestellt werden (Batterie oder Steckdose möglich). Die angebotenen Gehäuse werden nur zusammengesteckt und sind nicht wasserdicht, korrekt? Gibt es hierfür auch eine Lösung oder müsste ich mich selbst nach einer umschauen? Sollte man die Anbindung über Funk oder über LAN bevorzugen? WLAN kommt nicht in Frage.

3. Könnte ich noch einen separaten Sensor an das System dranbringen, z.B. um die radioaktive Strahlung zu messen?

4. Ich stelle mir das Setup aktuell so vor, dass die Daten in eine Datenbank geschrieben werden und auf dem Display mit ner Weboberfläche angezeigt werden. Hierfür wäre dann ein separater PC, ein Raspberry oder irgendwas in der Cloud notwendig, korrekt? Ich würde auf dem Display auch gerne irgendwo noch eine Ansicht z.B. von wetter.com integrieren und den Forecast der nächsten Tage anzeigen.

5. Macht die Integration in OpenHAB Sinn, wenn ich sonst keine Heimautomatisierung nutze? Tinkerforge nutzt ja auch schon ein internes Framework, daher hätte ich von der Integration vermutlich keine Vorteile, oder?

6. Bin ich mit meinem Vorhaben bei Tinkerforge richtig oder sollte ich lieber nach einem kompletten Selbstbau-Projekt Ausschau halten? Macht es Sinn, den Raspberry und das Display in das Setup zu integrieren?

Vielen Dank für eure Hilfe!
n00bpro

borg

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #1 on: March 01, 2019, 10:27:28 »
1. Genauigkeit: Bei den "fertigen" Wetterstationen hat mich neben der mangelnden Flexibilität immer die Genauigkeit der Sensoren abgeschreckt. Auch bei den einzeln zu kaufenden Sensoren gibt es auf unterschiedlichen Blogs durchaus andere Meinungen zur Genauigkeit. Muss ich mir bei den hier im Shop angebotenen Sensoren darüber Gedanken machen, oder kann ich mich prinzipiell darauf verlassen, dass die ermittelten Werte mit "normalem" Genauigkeitsanspruch passen? (bei 22° mit nem geeichten Thermometer hätte ich schon gerne einen Wert +-0,5° - nach Datenblatt ist das ja nahezu immer gegeben, aber die Erfahrung aus anderen Projekten zeigt leider stellenweise was andres)
Temperaturmessung ist ein erstaunlich schwieriges Problem. Wenn ein Sensor eine Genauigkeit von +-0,1°C angibt (z.B.) ist das unter Laborbedingungen sicherlich korrekt. Die Ungenauigkeiten entstehen dann durch "self-heating" (der Temperatursensor selbst wird warm wenn er benutzt wird) oder durch eine leicht warme Leiterplatte (auf Grund eines Prozessors der neben dem Temperatursensor sitzt z.B.). Manchmal ist auch die direkte Umgebungsluft wärmer als die eigentliche Raumluft. Eventuell weil sich Hitze in einem Gehäuse staut.

Der RPi 3 gibt natürlich auch eine Menge wärme von sich. Daher muss die Temperatur in so einem Aufbau fast immer zusätzlich einmal Kalibriert werden wenn sie auf ein paar Zehntel Grad genau sein soll.

2. Wasserdichtigkeit und Packaging: Ich bräuchte ja für draußen ein wasserdichtes Gehäuse zur Unterbringung der Sensoren, die Stromversorgung müsste ebenfalls sichergestellt werden (Batterie oder Steckdose möglich). Die angebotenen Gehäuse werden nur zusammengesteckt und sind nicht wasserdicht, korrekt? Gibt es hierfür auch eine Lösung oder müsste ich mich selbst nach einer umschauen? Sollte man die Anbindung über Funk oder über LAN bevorzugen? WLAN kommt nicht in Frage.
Wir bieten aktuell leider keinerlei Wasserdichte Gehäuse. Wenn WLAN nicht in Frage kommt bieten wir aktuell in unserem System nur LAN und natürlich die Outdoor Weather Station mit dem passenden Bricklet dazu (das wäre 433MHz Funk).


3. Könnte ich noch einen separaten Sensor an das System dranbringen, z.B. um die radioaktive Strahlung zu messen?

Wir haben so ziemlich alle Möglichkeiten Sensoren auszulesen im System (digitale Eingänge, 0-10V, 4-20mA, RS232, RS485, etc). Sollte also möglich sein ;).

4. Ich stelle mir das Setup aktuell so vor, dass die Daten in eine Datenbank geschrieben werden und auf dem Display mit ner Weboberfläche angezeigt werden. Hierfür wäre dann ein separater PC, ein Raspberry oder irgendwas in der Cloud notwendig, korrekt? Ich würde auf dem Display auch gerne irgendwo noch eine Ansicht z.B. von wetter.com integrieren und den Forecast der nächsten Tage anzeigen.
Ja, der PC ist auch für das Display alleine schon notwendig denke ich.

5. Macht die Integration in OpenHAB Sinn, wenn ich sonst keine Heimautomatisierung nutze? Tinkerforge nutzt ja auch schon ein internes Framework, daher hätte ich von der Integration vermutlich keine Vorteile, oder?
Wenn du nur Daten auf dem Display anzeigen möchtest würde ich mir eine hübsche Graph-Library suchen und die nutzen, OpenHAB brauchst du dafür nicht.

6. Bin ich mit meinem Vorhaben bei Tinkerforge richtig oder sollte ich lieber nach einem kompletten Selbstbau-Projekt Ausschau halten? Macht es Sinn, den Raspberry und das Display in das Setup zu integrieren?
Natürlich macht das Vorhaben mit Tinkerforge Sinn. Eine andere Antwort kannst du hier im Forum jetzt aber auch nicht erwarten ;D.

Ganz grob: Wenn der Weg Das Ziel ist (d.h. es geht dir darum Löten zu lernen oder zu lernen wie man low-level einen Treiber für einen Sensor schreibt oder so) ist Tinkerforge wahrscheinlich nicht die beste Wahl. Wenn das Ziel das Ziel ist (du möchtest am Ende ein funktionierende Wetterstation nach deinen Vorstellungen haben) ist Tinkerforge genau richtig.
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n00bpro

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #2 on: March 01, 2019, 10:46:26 »
Hallo borg,

danke für die schnelle und ausführliche Antwort (dein 3000er Beitrag :D). Mir ist durchaus bewusst, dass ich hier keine andere Empfehlung bekommen werde, trotzdem könnte es ja sein, dass der Bausatz Tinkerforge für mein Vorhaben einfach nicht geeignet ist. Und dann werde ich mit dem Produkt auch keine Freude haben und es auch nicht weiterempfehlen, daher sind die besten Kunden ja die glücklichen :)

Zum weiteren Vorgehen müsste ich mir also jetzt die Bricklets und Bricks (ich verstehe es noch nicht so richtig und würde vermutlich hier nochmal meine Einkaufsliste posten, bevor ich bestelle) zusammenstellen, das Zeug aufbauen, verkabeln und dann mit dem Setup beginnen. Könnten die Bricks auch direkt mit einer Datenbank in der Cloud kommunizieren?

Der Programmieraufwand scheint nicht ohne zu sein, gerade weil ich schon 10 Jahre nicht mehr programmiert habe - da werde ich mich wohl aber einfuchsen können. Mit dem anderen Thema - Löten, Treiber, Sensor-Integration - will ich möglichst wenig zu tun haben.

Gerade das von dir bei Frage 1 geschriebene hindert mich halt aktuell an der Umsetzung. Ich habe keine Ahnung, wie ich die Hardware so aufbauen soll, dass am Ende "möglichst korrekte" Messwerte rauskommen. Das Außengehäuse muss ja so strukturiert sein, dass ich ein wasserdichtes Gehäuse habe, trotzdem aber alle möglichen Messwerte empfangen werden können (also müssen Löcher für die Umgebungsluft-Analyse drin sein und die Abwärme muss auch irgendwo hin). Die Abwärme darf dann natürlich nicht die Sensoren beeinflussen, sowohl mit Temperatur als auch mit Gasausdünstung. Beim UV-Sensor bleibt noch das Problem mit dem Gehäuse, das könnte ja ggf. auch UV-Licht "schlucken". Gleiches Problem habe ich innen. Natürlich könnte ich den Raspberry von den Sensoren entkoppeln, das Display ebenso (ich müsste ja nur die Kabel lang genug dimensionieren), ich weiß dann aber immer noch nicht wo der Sensor im Raum angebracht werden müsste und wie ich die Faktoren Abwärme usw. sinnvoll berücksichtige. Natürlich wäre mir auch recht, wenn am Ende nur das Display sichtbar ist und alles andere versteckt irgendwo liegt. Die Sensoren hinter die Couch zu packen ist dann aber auch wieder nicht aussagekräftig :)

Entweder stelle ich mich besonders dämlich an oder es sind tatsächlich größere Probleme zu überwinden, als ich mir anfangs vorgestellt habe
« Last Edit: March 01, 2019, 14:38:32 by n00bpro »

n00bpro

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #3 on: March 01, 2019, 12:53:03 »
So, ich habe jetzt nochmal den Shop durchsucht:

Außen:
-       Windstärke
-       Windrichtung
-       Regenmenge
-       Temperatur
-       Luftfeuchtigkeit
--> alle 5 über https://www.tinkerforge.com/de/shop/accessories/sensors/outdoor-weather-station-ws-6147.html
-> kann ich statt Funk auch über LAN zugreifen? Oder macht das keinen Sinn?

-       UV
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/uv-light-v2-bricklet.html

-       Feinstaub
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/particulate-matter-bricklet.html

-       Geräuschemission (Schallintensität oder Schalldruck?)
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/sound-pressure-level-bricklet.html

-       Barometer
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/barometer-v2-bricklet.html
-> das ist ja nicht in der Wetterstation enthalten, korrekt? Lohnt sich das, dafür jetzt nochmal so ein komplettes Ding zu kaufen?
 

Innen:
-       Temperatur
-       Luftfeuchtigkeit
-       Indoor Air quality index
--> alles über https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/air-quality-bricklet.html

-       Dust Detector?
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/dust-detector-bricklet.html
-> macht das Sinn oder ist der Sensor Quatsch?


Das war ja jetzt allerdings noch die leichteste Übung, jetzt kommen noch so Sachen wie: Gehäuse? Kabel? Bricks? Stromversorgung? Schrauben, Profile usw. fürs Packaging?

Hat da jemand ne Empfehlung, was ich bei den oben genannten Sensoren für "Zubehör" brauche?
« Last Edit: March 01, 2019, 13:13:22 by n00bpro »

n00bpro

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #4 on: March 03, 2019, 16:23:55 »
Niemand? :(

Lässt sich denn die Outdoor-Wetterstation ohne das Outdoor Weather Bricklet nutzen? Ich würde gerne per LAN darauf zugreifen und zusätzlich noch die o.g. Sensoren mit dran anschließen.

borg

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #5 on: March 03, 2019, 18:52:02 »
So, ich habe jetzt nochmal den Shop durchsucht:

Außen:
-       Windstärke
-       Windrichtung
-       Regenmenge
-       Temperatur
-       Luftfeuchtigkeit
--> alle 5 über https://www.tinkerforge.com/de/shop/accessories/sensors/outdoor-weather-station-ws-6147.html
-> kann ich statt Funk auch über LAN zugreifen? Oder macht das keinen Sinn?
Die Wetterstation kann nur mit dem Outdoor Weather Bricklet ausgelesen werden. Dieses kannst du dann aber mit einem Master Brick mit einer Ethernet Extension verbinden um die Wetterstation per LAN auszulesen.

-       Barometer
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/barometer-v2-bricklet.html

-> das ist ja nicht in der Wetterstation enthalten, korrekt? Lohnt sich das, dafür jetzt nochmal so ein komplettes Ding zu kaufen?
Wenn du den Luftdruck haben möchtest lohnt es sich :). Das gute beim Luftdruck ist, dass du das Bricklet auch innen anbringen kannst. Der Luftdruck ist unter normalen Umständen innen und außen der gleiche.

-       Dust Detector?
--> https://www.tinkerforge.com/de/shop/bricklets/sensors/dust-detector-bricklet.html
-> macht das Sinn oder ist der Sensor Quatsch?
Das Dust Detector Bricklet ist so eine Art Rauchdetektor. Sowas wie Zigarettenrauch kann damit gut erkannt werden.

Das war ja jetzt allerdings noch die leichteste Übung, jetzt kommen noch so Sachen wie: Gehäuse? Kabel? Bricks? Stromversorgung? Schrauben, Profile usw. fürs Packaging?

Für jedes Bricklet brauchst du ein Bricklet-Kabel (das gibt es auf der Shop-Seite direkt als Option mit zur Auswahl). Dann brauchst du für je vier Bricklets einen Master Brick, ein USB Kabel für den Master Brick und einen PC (oder RPi oder RED Brick o.ä.) an dem du den Brick anschließen kannst.

Das ist soweit erstmal die Minimalanforderung.

Bei jedem Brick/Bricklet gibt es im Shop auch noch ein Befestigungskit, damit kannst du die Teile festschrauben oder auch aneinanderschreiben. Zusätzlich würden wahrscheinlich 2-3 Montageplatten Sinn machen.

Wenn das ganze per LAN ausgelsen werden soll benötigst du auch noch eine Ethernet Extension.

Als Stromversorgung reicht ein USB-Netzteil.

Gehäuse für ganze aufbauten habe wir aktuell leider noch nicht im Shop.
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n00bpro

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #6 on: March 03, 2019, 20:08:37 »
So, ich habe jetzt nochmal den Shop durchsucht:

Außen:
-       Windstärke
-       Windrichtung
-       Regenmenge
-       Temperatur
-       Luftfeuchtigkeit
--> alle 5 über https://www.tinkerforge.com/de/shop/accessories/sensors/outdoor-weather-station-ws-6147.html
-> kann ich statt Funk auch über LAN zugreifen? Oder macht das keinen Sinn?
Die Wetterstation kann nur mit dem Outdoor Weather Bricklet ausgelesen werden. Dieses kannst du dann aber mit einem Master Brick mit einer Ethernet Extension verbinden um die Wetterstation per LAN auszulesen.

kannst du mir sagen, mit wieviel mW und wie oft die Daten von der Wetterstation zu dem Bricklet gesendet werden? Und wie würde ich die anderen Sensoren/Bricklets anbinden? Gibts für dieses Outdoor Weather Bricklet ebenfalls einen "Sender"? Danke dir!

Edit: Und gibt es irgendwo Datenblätter, wie die jeweiligen Bricklets montiert werden müssten, um korrekte Werte zu liefern? Feinstaub-Bricklet, UV-Bricklet usw. haben ja mit Sicherheit gewisse Anforderungen an das Gehäuse...
« Last Edit: March 03, 2019, 20:13:55 by n00bpro »

borg

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #7 on: March 03, 2019, 20:15:51 »
kannst du mir sagen, mit wieviel mW und wie oft die Daten von der Wetterstation zu dem Bricklet gesendet werden? Und wie würde ich die anderen Sensoren/Bricklets anbinden? Gibts für dieses Outdoor Weather Bricklet ebenfalls einen "Sender"? Danke dir!

Die Wetterstation ist ein Sender und das Outdoor Weather Bricklet ist ein Empfänger. Das Outdoor Weather Bricklet kannst du an einen Brick anschließen. Die anderen Bricklets werden auch an einen Brick angeschlossen.
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n00bpro

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #8 on: March 03, 2019, 21:10:03 »
kannst du mir sagen, mit wieviel mW und wie oft die Daten von der Wetterstation zu dem Bricklet gesendet werden? Und wie würde ich die anderen Sensoren/Bricklets anbinden? Gibts für dieses Outdoor Weather Bricklet ebenfalls einen "Sender"? Danke dir!

Die Wetterstation ist ein Sender und das Outdoor Weather Bricklet ist ein Empfänger. Das Outdoor Weather Bricklet kannst du an einen Brick anschließen. Die anderen Bricklets werden auch an einen Brick angeschlossen.

habe ich beides so angenommen :) Wenn ich ja jetzt aber noch andere Bricklets "draußen" betreiben will, sollten die ja ebenfalls zum Outdoor Weather Bricklet senden - somit bräuchte ich noch ein "Sender Bricklet" für die andren Sensoren...

Und für mich wäre trotzdem noch interessant, wie die Wetterstation sendet (wie oft und mit wieviel mW - 433MHz ist korrekt, oder?)

borg

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #9 on: March 03, 2019, 21:15:17 »
Die Wetterstation sendet mit 433MHz 1x pro Minute. Du kannst die anderen Bricklets draußen entweder mit der WIFI Extension oder mit der Ethernet Extension oder mit einem RPi/RED Brick mit anderem Funk-Standard betreiben.

An die Wetterstation kann man nichts weiteres anschließen.
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n00bpro

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #10 on: March 04, 2019, 09:54:54 »
Die Wetterstation sendet mit 433MHz 1x pro Minute. Du kannst die anderen Bricklets draußen entweder mit der WIFI Extension oder mit der Ethernet Extension oder mit einem RPi/RED Brick mit anderem Funk-Standard betreiben.

An die Wetterstation kann man nichts weiteres anschließen.

ok, das ist jetzt dann ein Hasenfuß. D.h. ich bekomme die anderen Sensoren nicht ebenfalls mit nem Brick/Bricklet als Sender so hingebogen, dass sie zu dem Outdoor Weather Bricklet senden? Somit hätte ich 2 verschiedene Kanäle von außen nach innen? Hm, das versaut mir jetzt etwas den Plan leider :(

KlausGünther

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #11 on: August 20, 2019, 08:52:30 »
Das schöne am System ist ja, Du kannst Dir einen Stable bauen, der zum einen "Wireless" über 433Mhz mit der Wetterstation sprich und zum anderen per Kabel mit z.B. Luftdurck oder was auch immer, und dann beispielsweise per WiFi
zum Netzwerk spricht.

Das solltest Du ohnehin machen, denn eine Windgeschwindigkeitsmessung und oder Niederschlag lohnt nicht wenn Du das am Boden machst. Gleiches gilt für die Temperatur, da lohnt auch nicht auf die Werte von der Wetterstation zurück zu greifen, die misst man normalerweise in 2m höhe.

Als kleine Lektüre sei Dir die Richtlinie vom DWD empfohlen:
https://www.dwd.de/DE/derdwd/beobachter/richtlinie_auto_na_wetterstationen.html


KlausGünther

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Re: Anfängerfragen zu einer Wetterstation
« Reply #12 on: August 26, 2019, 08:22:41 »
Ich habe an dieser Stelle noch mal eine Frage zur Wetterstation, genauer gesagt dem "Baum" bestehend aus Windgeschwindigkeitsmesser, Niederschlagsmesser und Thermometerhäuschen.Kann man das Thermometer und das Hygrometer auch entfernen und nur die Messgeräte für Wind und Niederschlag nutzen ?