Autor Thema: Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee  (Gelesen 91353 mal)

Offline HCS

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Antw:Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee
« Antwort #300 am: 06 August 2017, 21:17:56 »
Ich vermute das das Ganze mit den Timeouts bei nicht erreichen zusammen hängen könnte.
Ich strukturiere die Übermittlung jetzt eh um, bleibt aber erst mal bei den Dummies, bis der Rest klar ist.
Dabei schaue ich mir es mal genauer an, wo es da klemmen kann.

Offline chunter1

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« Antwort #301 am: 06 August 2017, 22:04:00 »
Mir fällt gerade ein, dass ich bei der Übertragung der Daten an FHEM nach dem POST die Verbindung sofort schließe, ohne die Antwort des Servers abzuwarten/auszulesen.
Ist noch ein Relikt aus der ursprünglichen ESP8266 Implementierung als "jede Millisekunde" zählte.
Sollte man sich mal genauer anschaun.

Offline HCS

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« Antwort #302 am: 06 August 2017, 22:13:21 »
Ja, schauen steht schon auf auf meiner Liste  ;)

Offline chunter1

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« Antwort #303 am: 07 August 2017, 10:47:32 »
Mir ist noch eine Idee für ein Setup gekommen bei dem ganzen Rohen. Und zwar könnte man doch den Sensor in ein Rohr packen was zur Seite geht und dann dort offen ist. Von der Idee her wie bei Ampel wo die einzelnen Leuchtsignale so Schirme habe. Sowas ähnliches stelle ich mir auch vor. Wenn nun das Rohr um 5° nach oben geneigt ist, läuft vorne kein Wasser mehr runter. 
Klingt interessant und ist sicher einen Versuch Wert.
Verglichen mit der 45° Dach-Variante werden etwas mehr abprallende Tropfen vorne am Sensor vorbei fliegen.
Schneetechnisch würde ich sagen, dass die 5° etwas wenig sind.

Zitat
Die Verbindung zum ESP und Stromquelle könnte über ein Cat7 Kabel erfolgen. Das wäre geschirmt, hat geringen Widerstand und der ESP wäre weit genug weg damit es nicht zur Beeinflussung kommt.
Genau das möchte ich als nächstes testen.
Wäre ein guter Kompromiss mit dem man die Schaltung selber auf Lochraster aufbauen kann (ohne spezielles PCB + SMD) und die Vorteile der räumlichen Trennung und Montage innerhalb des Hauses genießt.

Zitat
Hätte für mich den charmanten Vorteil das es eine sehr kleine Bauweise wäre die sich gut am Dach montieren lässt.
Ich würde dir aus meiner bisherigen Erfahrung eher zur Rohr-Variante raten.
Bei einem 45° nach unten blickenden Sensor braucht man genug Abstand zum Boden, was ihn dann wieder relativ hoch werden lässt.
« Letzte Änderung: 07 August 2017, 10:59:51 von chunter1 »

Offline chunter1

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« Antwort #304 am: 07 August 2017, 16:04:49 »
Anbei nochmal ein Vergleich des Rauschens der beiden Preamp Varianten, diesmal bei Erhitzung des Rohres durch die Sonne.
Der Weidemann sowie der Temperatursensor stecken in einem DN70.
Der speziell für diese Anwendung entworfene, diskret aufgebaute Preamp steckt in einem DN40 daneben.
Die Verstärkung beider Preamps ist gleich eingestellt.

Primär aufgrund der unterschiedlichen Einbausituation und des unterschiedlichen Frequenzganges, sind die Ergebnisse nur als grober Indikator zu betrachten!

Wie gehabt, sind die Werte des Weidemann als Punkte, die des neuen Preamp als durchgehende Linien eingezeichnet.
In hellgrau sieht man die Temperatur im DN70 Rohr (linke Skala).

Warum das Rauschen des Weidemann ab G1 nicht wie erwartet mit der Temperatur steigt ist mir allerdings nicht ganz klar.
Ich würde aber trotzdem daraus ableiten, dass nicht der Radar-Sensor, sondern der OPV die Hauptursache für das Rauschen ist.

UPDATE:
Zumindest ab ca. 16:40 bleibt das Rauschen jetzt auch bei höheren Frequenzen erhöht.
« Letzte Änderung: 07 August 2017, 17:23:10 von chunter1 »

Online sbiermann

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« Antwort #305 am: 08 August 2017, 09:09:49 »
Wie weit nach vorne prüft der Radarsensor? Mir ist gestern noch die Idee gekommen für einen guten Platz, wo sehr wahrscheinlich nie Regen hin kommen würde.

Offline chunter1

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« Antwort #306 am: 08 August 2017, 09:51:25 »
Wie weit nach vorne prüft der Radarsensor?
So pauschal kann ich das nicht beantworten.
Es ist so, dass mit zunehmender Entfernung das Signal irgendwann im Rauschen untergeht.
Ab welcher Entfernung das eintritt, hängt u.a. von der Verstärkung, dem (temperaturabhängigen) Rauschen und der "Tropfengröße" ab.
Du kannst deinen Sensor ja mal aufbauen und beim nächsten Regen schaun, wie die Aussteuerung (ADCpeak) des ADC ist.
Man muss in jedem Fall einen Kompromiss zwischen den beiden Signal-Extrema "Nieselregen" und "Hagelkörner" schließen.
Wenn dein Aufbau+Verstärkung so ausgelegt sind, dass schon feinster Nieselregen erkannt wird, dann wird bei Hagel (und voraussichtlich Schneefall) definitiv clipping auftreten.

Es gilt aber wie immer... wenn es nur um das Erkennen des Niederschlag-Typs geht, ist clipping nicht so kritisch.
Es entstehen dadurch zwar fehlerhafte Frequenzanteile, die spielen aber bei ausreichend langer Messdauer keine große Rolle.

Mal überlegen, ob eine Preamp Variante mit variablem/umschaltbarem gain was bringen würde?

Online sbiermann

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« Antwort #307 am: 08 August 2017, 10:15:28 »
Mache ich dann mal nach dem Urlaub, den Weidemann würde ich bestellen, wegen dem PreAmp direkt an Board. Von der Entfernung her würde ich schätzen es sind so 0,5 bis 1m bis zu den Regentropfen. Wenn der 45° nach unten zeigt sogar noch mehr.

Offline chunter1

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« Antwort #308 am: 08 August 2017, 10:26:19 »
Mache ich dann mal nach dem Urlaub, den Weidemann würde ich bestellen, wegen dem PreAmp direkt an Board. Von der Entfernung her würde ich schätzen es sind so 0,5 bis 1m bis zu den Regentropfen. Wenn der 45° nach unten zeigt sogar noch mehr.
Auf die Schnelle würd ich sagen, dass 0,5..1m schon extrem viel sind.
Dann noch das deutliche Rauschen des Weidemann (den ich nicht mehr empfehlen würde) dazu, dürfte schwierig werden!
Lasse mich aber gerne vom Gegenteil überzeugen.  ;)
« Letzte Änderung: 08 August 2017, 10:36:20 von chunter1 »

Online sbiermann

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« Antwort #309 am: 08 August 2017, 10:44:57 »
Welcher ist denn im Moment der Radarsensor der Wahl?

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« Antwort #310 am: 08 August 2017, 10:52:48 »
Auf die Schnelle würd ich sagen, dass 0,5..1m schon extrem viel sind.
Befürchte ich auch.
Unter meinem Dach hervor bis zum Regen waren es ca. 30-40cm (https://forum.fhem.de/index.php?action=dlattach;topic=73016.0;attach=82211) und mit dem Weidemann 45° nach unten hat man leichten Nieselregen nicht gesehen.
Allerdings hatte ich auch keine Chance, mich mit Verstärkung und threshold ranzutasten, da es extrem selten zum passenden Zeitpunkt genau so regnet, wie man es bräuchte.
Und jetzt ist der Sensor wieder im Zimmer und wartet auf einen Crash, weil ich erst mal das Crash-Topic erforschen will
"Normaler Landregen" und Wolkenbrüche haben gute Signale geliefert.

Aber um sich genau da ranzuarbeiten, wäre eine Softwaregesteuerte Verstärkung mehr als genial.
Die Idee finde ich super.

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« Antwort #311 am: 08 August 2017, 11:05:29 »
Welcher ist denn im Moment der Radarsensor der Wahl?
Mein Favorit ist der RSM1700 (=IPM170) wegen des symmetrischen radiation pattern in Verbindung mit dem Rohr-Aufbau.
Beim Rohr-Durchmesser bin ich mir nach der aktuellen Vergleichsmessung DN70 vs. DN40 (aber leider unterschiedlichen preamps und SW) nicht sicher, ob das schmälere Rohr wirklich die bessere Wahl ist.
Je näher der Sensor nämlich an den Tropfen ist, desto überproportional größer (frag mich jetzt nicht nach der exakten Formel) ist die Differenz der Signalamplituden zwischen dem nähesten und entferntesten Tropfen, was dann wiederum das clipping fördert.
Aus diesem Grund ist mir ein rauscharmer OPV so ein Anliegen (höhere Verstärkung bei akzeptablem Rauschniveau möglich).
« Letzte Änderung: 08 August 2017, 11:07:53 von chunter1 »

Offline chunter1

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« Antwort #312 am: 08 August 2017, 11:11:50 »
Aber um sich genau da ranzuarbeiten, wäre eine Softwaregesteuerte Verstärkung mehr als genial.
Die Idee finde ich super.
Dazu müssen wir das Thema ESP32 WLAN-Störungen in den Griff bekommen.
Die GPIOs oder den I2C-Bus über Kabel führen zu müssen, würde ich sehr gerne vermeiden!
« Letzte Änderung: 08 August 2017, 11:14:37 von chunter1 »

Online sbiermann

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« Antwort #313 am: 08 August 2017, 11:19:14 »
GPIOs über Cat7 wird meiner Meinung nach das beste sein (Kann ja Cat-Buchsen auf der Platine löten). Denn je nach baulicher Situation kann eine Verminderung der WLAN Leistung des ESP dazu führen das die Netzwerkverbindung komplett weg bricht. Daher wäre das meiner Meinung nach die schlechteste Variante.

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« Antwort #314 am: 08 August 2017, 13:22:39 »
Dazu müssen wir das Thema ESP32 WLAN-Störungen in den Griff bekommen.
Wozu wir erst mal sicher wissen müssten, ob es die 2,4 GHz vom WiFi sind oder ob es evtl. der Oszillator vom ESP32 ist, das sind ja 240 MHz. Oder beides?
Seltsamerweise hatte ich ja mit und ohne WiFi das gleiche Rauschen.

 

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