Wolkensensor - Die astronomische Wetterstation

[Knickohr]

Sooo,

der Kartenleser funktioniert jetzt auch. Hier das Logfile über ein paar Minuten :

öffne Datei Logfile.txt
Astro-Wetterstation Version 1.0.0
Ortskoordinaten: 48.439998624 9.889999387
Datum,Uhrzeit,Temperatur,Taupunkt,Frostpunkt,Luftfeuchte,Wolkentemperatur,Alarm
01.11.08,22:13:09,2.779998778,0.552857755,0.820954916,85.263633725,-11.211718556,
01.11.08,22:14:09,2.819995877,0.597334917,0.864974018,85.295715331,-11.509374616,
01.11.08,22:15:09,2.759998319,0.543280896,0.810105559,85.325607297,-12.005468366,
01.11.08,22:16:09,2.719997403,0.498792884,0.766077634,85.293533324,-11.608592985,
01.11.08,22:17:09,2.649997709,0.427291151,0.694626209,85.276397704,-11.807030675,
01.11.08,22:18:10,2.579998013,0.352166292,0.619980868,85.236984251,-10.814843175,
01.11.08,22:19:09,2.539997098,0.314917799,0.582333977,85.24946594,-11.707812306,
01.11.08,22:20:09,2.579998013,0.348554905,0.616797205,85.214706418,-11.608592985,
01.11.08,22:21:09,2.699996946,0.46389049,0.732905204,85.199470519,-11.707812306,
01.11.08,22:22:09,2.599998472,0.358137187,0.627650674,85.152725218,-11.509374616,
01.11.08,22:23:10,2.609996794,0.371966597,0.641044373,85.177467344,-11.608592985,
01.11.08,22:24:09,2.569995877,0.331111189,0.600216801,85.16769409,-12.203906056,
01.11.08,22:25:09,2.559997557,0.320901093,0.590013502,85.165245054,-11.509374616,
01.11.08,22:26:10,2.639995572,0.398988602,0.668473658,85.162498472,-12.005468366,
01.11.08,22:27:10,2.529998778,0.290260131,0.559393641,85.157913206,-11.310936925,
01.11.08,22:28:09,2.529998778,0.290260131,0.559393641,85.157913206,-11.112499235,
01.11.08,22:29:09,2.469997403,0.22897702,0.498152312,85.14324188,-10.715624806,
schließe Datei Logfile.txt

Loggt jede Minute eine Meßreihe. Allerdings habe ich nur eine Sandisk 256MB zur Mitarbeit bewegen können. 16MB Noname, eine 512MB Extrememory und ein 4GB Sandisk wollten nicht. Das bei der 4GB kann ich verstehen, ist eine SDHC, bei den 16MB-Karten wird es wohl die FAT12 sein. Aber warum tut die 512MB nicht ?

Offensichtlich gehen nur ganz bestimmte Marken und Größen.

Thomas

Nachtrag : Eine Sandisk ExtremeIII 2GB funktioniert auch. Offensichtlich mag das Ding nur Sandisk.

 

[ts230]

Hallo,
kannst du malden ganzen Quellcode(der auf dem die SD funzt) und Schaltplan im .sch Format.

Danke!

 

[Knickohr]

Nachdem der Datenlogger jetzt auch fleißig loggt, hier mal die Meßwerte der letzten 36 Stunden.

Zuerst die Temperaturen :

Die reale Luftfeuchte. Man sieht, das ich in einem Nebelloch wohne. Vormittags kommt ein wenig die Sonne durch :

Und das, warum ich eigentlich diese Wetterstation gebaut habe -> Die Bewölkung. Je niedriger der Wert, desto klarer ist es. Natürlich reagiert das Ding auch auf Nebel als Wolken :

Noch ein interessanter Meßwert. Die Spannung des Akkus. Man erkennt, das ich an einem Tag die Beleuchtung des Displays voll an hatte, dann ganz aus, und halb gedimmt. Die Ladeschaltung hält den Akku mit der Erhaltungsladung immer schön "frisch".

Leider nuckelt das Ding ganz schön am Strom. Ohne Beleuchtung fließen ca. 110mA, mit Beleuchtung über 350mA. Der größte Stromfresser ist also die Displaybeleuchtung, gefolgt von dem Heizwiderstand, der das Zutauen des Wolkensensors verhindert. Somit hält der Akku ohne Beleuchtung ca. einen knappen Tag, mit Beleuchtung 5 Stunden durch.

Thomas

 

[Knickohr]

Was gibts neues von der Wetterstation ?

Nun ja, der Code wurde nochmal überarbeitet. Ich habe jetzt eine "Arbeitsteilung" im Sekundentakt eingeführt. Hin und wieder kam es vor, das bei langen Routinen das Display (vor allem die Sekunden an der Uhrzeit) für ein paar zehntel msec zu spät kamen. Sah dann so aus, als ob die Uhr ruckelt. Umgangen habe ich das ganze, indem ich einfach kleine Häppchen des Codes in verschiedenen Sekunden ausführen lasse. Man kann das ganze auch als quasiparallele Verarbeitung beschreiben. Aber schauts Euch selber an.

@Markus:
Kann man die Sht71_calc_measurements des SHT71 noch irgendwie beschleunigen ? Da ist noch ein kurzes Zucken des Sekundenticks zu bemerken. Läuft nicht "ganz rund"

OK, die obere Gehäuseschale ist gefräst. Gar nicht mal so einfach. Das Gehäuse ist für meine Mirkrofräse einfach ein bißchen zu groß. Fehlt noch eine saubere Displayscheibe. Nicht erschrecken, die Flachbandkabel zu den Sensoren kommen irgendwann auch mal weg und ein vernunftiges geschirmtes Kabel mit Stecker dran.

Ein günstiges USB-Schaltnetzteil habe ich in der Bucht auch gefunden. Hat ganze 1,65 Euro mit Versand gekostet. Allerdings habe ich gleich mal 10 Stück bestellt.

Thomas

 

[Markus]

Hallo Thomas,

bzgl. SHT71 Measurement sollten wir uns mal die nächsten Tage treffen und darüber nachdenken. Vielleicht lässt sich was reduzieren, beschleunigen und rausschmeissen. Müssen wir mal zusammen ansehen.

Grüße,
Ma

 

[Knickohr]

Hallo

Kurzer Bericht, was jetzt alles funktioniert (oder sollte )

- DCF77 atomgenaue Funkuhr (Empfang muß vorhanden sein !)
- minutengenauer, einstellbarer Wecker
- Berechnung der lokalen Sternzeit
- präzise Temperaturmessung
- Messung der realen Luftfeuchte
- daraus berechnet die Wetterstation den Tau- oder Frostpunkt
- Anzeige von Sonnenauf- und -untergang
- Mondauf- und -untergangszeiten
- grafische Mondphasenanzeige
- Zeiten der astronomischen Dämmerung
- grafische Anzeige des Akkuladestatus
- Temperaturverlauf in einem Diagramm mit Schwelle des Tau- oder Frostpunktes
- Grad der Bewölkung in einem Diagramm mit Alarmschwelle
- einstellbare Alarmschwelle der Bewölkung
- Alarm, wenn Wolken oder wenn es aufklart
- Datenlogging auf einer SD-Karte jede Minute
- minütliche Meßwertübertragung über USB-Schnittstelle (noch nicht komplett fertig, da das Programm für den PC noch fehlt)
- Ladung des Li-Ion Akkus und Stromversorgung über USB-Schnittstelle oder USB-Netzteil

So langsam ist das Ding serienreif. 5 Platinensets (je eine für den Prozessor und für die Sensoren, also insgesamt 10) lasse ich jetzt über die Feiertage mal machen und hoffe auf fleißige Betatester

Thomas

Thomas

 

[Knickohr]

Guten Abend.

Die Platinen sind diese Woche gekommen. Natürlich wieder mal erstklassige Ware

Ich konnte es heute kaum erwarten, die erste serienreife Wetterstation zusammen zu bauen. Lief auf Anhieb ! Null Probleme. Sogar die Übertragung per USB klappt perfekt. Habe nur noch den Treiber für die FTDI-Chips auf meinem PC installieren müssen. Jetzt schickt die Wetterstation jede Minute eine Meßreihe auf den PC. Kann von jedem Terminal gelesen werden. Bitte die Meßwerte ignorieren, die stimmen nicht. Kommt daher, weil der Sensor nicht angeschlossen war.

Im Anhang noch ein paar Bildchen. Werde Morgen die neue Astro-Wetterstation mal in die Freiheit entlassen zum Frischluft-Schnuppern

@Dirk
Sag mal Dirk, kannste den Beitrag in die AVR-Projekte verschieben ? Irgendwie kommt er mir mittlerweile hier recht deplaziert vor.

Thomas

 

[Dirk]

Hallo Thomas,

@Dirk
Sag mal Dirk, kannste den Beitrag in die AVR-Projekte verschieben ? Irgendwie kommt er mir mittlerweile hier recht deplaziert vor.

ich habe das Thema verschoben, allerdings ohne Verweis, ich hoffe, das Thema wird wieder schnell gefunden. (Wenn ich mit Verweis verschiebe, gibts noch auf der Hauptseite in der "Aktuelle Themen"-Liste einen Fehler, wenn man auf den Verweis klickt, den Fehler muss ich noch beheben).

Grüße,
Dirk

 

[Knickohr]

Hallo Dirk,

schneller als die Polizei erlaubt !

Das findet sich schon wieder, kein Problem. Spätestens dann, wenn man anfängt zu suchen.

Vielen Dank

Thomas

 

[ts230]

Also mal ne Frage

Sach mal,
hast du eigentlich vor ein Delphiprogramm zur Auswertung zu schreiben?
Ich könnte das vielleicht für Linux machen.

 

[Knickohr]

Hallo,

ich habe noch gar nichts für den PC geschrieben. Wenn, dann schreibe ich ein kleines VB-Programm für Windows. Was anderes kann ich leider nicht

Mein Wunsch wäre, das so aufzubereiten, das es in einen kleinen Webserver "paßt". Also ohne viel Hardware ins Internet geht. Aber wenn Du Lust und Laune hast, darfst Du gerne etwas für Linux basteln.

Die "Tickets" sehen alle gleich aus :

1. Zeile
"Astro-Wetterstation " ; Versionsnummer ; " " ; Compilierdatum ; " (c) Thomas Tuchan"
2. Zeile
"Ortskoordinaten: " ; Latitude ; " " ; Longitude
3. Zeile
"Datum,Uhrzeit,Temperatur,Taupunkt,Luftfeuchte,Wolkentemperatur,Spannung,SHT71-Fehler,Alarm,Laden,Heizung,DCF77,Zeitzone"
In der 4. Zeile kommen dann die Meßwerte für die in der 2. Zeile aufgelisteten Variablen. Alle mit Komma getrennt

Das Ganze wird mit 19200 Baud, keine Parität, 8bit, 1 Stoppbit übertragen. Als Schnittstelle ist der entstprechende USB-Treiber von FTDI (virtueller COM-Port oder direkter Zugriff über DLL) zu verwenden.

Thomas

 

[ts230]

...dann fang ich mal an...
Benutz doch den ENC28J60 für SPI(mit der SD an den SPI-Port und uber nen freien Protpin CS machen) und dann is die Wetterstation im Internet.
Ich hab noch 'ne Idee:
Wieso die Sensorplatiene nicht kabellos über Funk ansteuern?
In der Elektor 1-2009 war ein interesannter Beitrag mit Beispielen über das RF12 Modul drinne.
Das Aufzeichnen ließe sich mit 'nem 1MB I²C EEPROM machen.
Wenn ein Request vom Web kommt,liest der es aus dem EEPROM aus.
Habs grade mit meiner neuen BASCOM Vollversion kompilert(Bascom war ein Geschenk zu Weihnachten) und sind 38% Flash used richtig?

 

[Knickohr]

Hallo.

Den ENC28J60 kannte ich noch nicht. Allerdings ist es dafür schon zu spät. Das Platinenlayout ist fertig. Vielleicht mal bei einer der nächsten Versionen.

Mit den RFM12-Modulen habe ich schon rumgespielt und auch ganz brauchbare Datenübertragungen bis über 100m zusammen bekommen. Allerdings stört das Modul mir in das Display rein. Da kommen dann so komische Streifen auf der Anzeige. Nicht wirklich schön. Kabellos ist auch so eine Sache. Der Wolkensensor braucht eine Heizung, die von der Station gesteuert werden muß. Naja, ob ich jetzt ein Netzkabel oder ein Kabel von der Station verlege, ist egal.

38% ? Nee, 44% ! Kann aber allerdings sein, das der Code hier nicht aktuell ist. Ich hänge nochmal die letzte Version hier an. ROM-Image E40C hex

Thomas

 

[ts230]

Ich krig nen Problem beim kompilieren:
er findet die DCF77 Lib nicht.
kannst du die mal posten?
Das mit dem Stören ließe sich lösen vielleicht so:
abgeschirmtes Kabel zum Display oder
die Kontakte des Moduls an ein Kabel löten und alle Kontakte mit Tesa isolieren und in Alufolie einpacken

Ich bin kein HF-Spezialist,das sind nur die Sachen die vielleicht helfen könnten.

 

[Knickohr]

Hallo,

alles schon ausprobiert. Wenns nur in der Nähe der Kontakte wäre. Aber es scheint irgendwo in das eigentliche Display rein zu kommen. Noch ein doofer Effekt. Auch das Display stört den RFM12. Irgendwie wollen die beiden nichts voneinander wissen. Egal, es geht halt nicht, hab mich damit abgefunden.

Die Lib ist im Beitrag #43 in der ZIP-Datei.

Thomas

 

[ts230]

danke!!!!!!

 

[ts230]

44%?
Da passt noch locker ein kleiner Webserver rein!
Sind noch Portpins frei?
Wenn ja,das mit dem Webserver ließe sich machen
Dann könnte man das Wetter in seinem Garten im Urlaub in Hawaii und sich denken ,was fürn doofes Wetter da!

 

[Knickohr]

Hallo,

ja in den Atmel paßt noch einiges rein. War eigentlich auch so geplant. Nur leider verbraucht die Ethernetschnittstelle mir viel zu viel Strom. Ich habe da was mit 150mA gelesen. Nur für so ein doofes Netzkabel ist mir das zu heftig ! Alternativ könnte man sich überlegen, über die SD-Karte da was zu machen. Es gibt doch so komische WLAN-SD-Karten. Ich glaube, ich habe das irgendwo mal gesehen. Ist natürlich auch die Frage, ob die nicht zu viel am Strom nuckeln.

Ach ja, ein Barometer kommt auch noch dazu. Hab da ja schon im Beitrag "Luftdruckmessung mit MS5534/MS5540" was dazu geschrieben. In diesem Falle wären dann alle Portpins weg und es kommt auch noch ein bißchen Code dazu. Noch was, eine IR-Schnittstelle für eine kleine Billigfernbedienung ist belegt die restlichen Pins. Vielleicht hätte ich doch das 100Pin-Gehäuse nehmen sollen. Aber das habe ich damals auch gesagt, als ich mit dem Atmega644 angefangen habe

Noch eine Alternative : Uber einen NSLU, na die Nacktschnecke. USB in die Schnecke und dann mit dem Ding als Webserver in die unendlichen Weiten des WWW. Hätte auch den Vorteil, das ich über USB meine Wetterstation versorgen könnte.

Vielleicht gibts noch mehr Alternativen. Natürlich gibt es noch mehr ! Ich suche nach einer kleinen, feinen, und möglichst ohne viel Kabel, Lösung.

Thomas

 

[Knickohr]

Guten Abend

So, ab jetzt läuft ein kleiner NSLU2 mit unslung drauf und die Daten von der Wetterstation flattern auch schon rein :

root@Schnecke:/> stty -F /dev/ttyUSB0 19200
root@Schnecke:/> cat /dev/ttyUSB0
Astro-Wetterstation Version 1.0.0 #E3B8 19-01-2009 22:43:53 (c) Thomas Tuchan

Ortskoordinaten: 48.439998624 9.889999387

Datum,Uhrzeit,Temperatur,Taupunkt,Luftfeuchte,Wolkentemperatur,Spannung,SHT71-Fehler,Alarm,Laden,Heizung,DCF77,Zeitzone

24.01.09,00:15:17,24.759994505,7.451475616,33.119594571,-50.799999235,4.222469326,1,0,0,0,0,1

Das Ganze kann man auch in ein File schreiben und mit einem kleinen Webserver oder auch nur per FTP auf den großen Webserver beim Magenta-T hochladen.

root@Schnecke:/> cat /dev/ttyUSB0 > /logfile.txt &
[1] 4739
root@Schnecke:/> tail -f /logfile.txt

Jetzt fehlt nur nur eine html-Seite dazu, die das irgendwie grafisch präsentiert.

Hat jemand irgendeine Ahnung, wie man das anstellt ?

Thomas

 

[ts230]

Das mit dem Server ist eine gute Idee,zieht aber bestimmt 500mA oder mehr.
Ansonsten könntest du den DigiButler(oder so) aus Der Elektor nachbauen und das über USART machen.Oder du greifst zu einem Freescale-Controller mit eingebauter LAN-Schnittstelle.Oder du baust einen der Webserver von hier nach(dann hätte der ATMega644 auch ein schönes Zuhause:yes2