Autor Thema: Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee  (Gelesen 91340 mal)

Offline HCS

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Antw:Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee
« Antwort #405 am: 29 August 2017, 22:10:06 »
Als Referenz, die Noise-levels meines aktuellen Setups (IPM-170, Preamp LME49720, ESP32 abgesetzt wie in den letzten Bildern von der weißen Rohrversion zu sehen).
Wenn ich mein "altes Rohr" (Tube1.png) mit der Referenz vergleiche, dann ist das aber mit dem IPM-165 mit Weidmann im Vergleich nicht schlecht.
Da ist nichts mit Abschirmung und der ESP32 sitzt fast direkt hinter dem Radar/PreAmp.
Mal sehen, was morgen, wenn es warm wird, draus wird.
Habe es gerade wieder raus gebracht (das Rauschen ist aber schon von draußen), da Donnerstag Regen kommen soll  8)

Offline chunter1

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Antw:Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee
« Antwort #406 am: 30 August 2017, 12:32:34 »
Mal sehen, was morgen, wenn es warm wird, draus wird.
Bin gespannt auf die Ergebnisse.
Montage so wie gehabt ohne direkte Sonneneinstrahlung auf das komplette Rohr?

Ich hab mir nochmal die Spezifikationen des Lufft Radar Regen Sensors R2S-UMB angesehen.
Bis auf die direkte Sicht auf die fallenden Tropfen + Heizung, arbeitet der ebenfalls nur mit dem Dopplereffekt.
"Regenmengenschätzung" anhand des bekannten Tropfendurchmesser-zu-Geschwindigkeit Zusammenhanges.
Kann man schön hier lesen:

Zitat
Die Tropfengeschwindigkeit wird mit einem 24 GHz-Dopplerradar erfasst. Anhand der Korrelation von Tropfengrösse und Geschwindigkeit wird die Niederschlagsmenge bzw. Niederschlagsintensität erfasst. Die Detektion der Niederschlagsart wird durch die unterschiedliche Fallgeschwindigkeit bestimmt. Auflösung bis 0,01 mm, wartungsfrei.

Auflösung Niederschlag flüssig    0,01...0,1...1,0mm/m²
Messbereich Hagel    5,1...ca. 30mm

Prinzip    Doppler-Radar
Reproduzierbarkeit    typ.>90%
Messbereich Tropfengröße    0,3...5mm

Und nochmal zur Erinnerung...
Zitat
Die Fallgeschwindigkeit eines Tropfens in Metern pro Sekunde (m/s) ist gleich dem doppelten Tropfendurchmesser in Millimetern.
« Letzte Änderung: 30 August 2017, 16:57:21 von chunter1 »

Offline networker

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« Antwort #407 am: 30 August 2017, 13:58:44 »
Nachdem mein ESP32 im Moment unbeschaltet auf dem Schreibtisch verweit, habe ich gestern die neue Funktion im WebGui ausprobiert.

Das bedeutet, ich habe die GPIO aufsteigend alle 10 Minuten neu provisioniert, und habe danach in den SVG die Ergebnisse gesichtet.

Die unbeschaltenen Eingänge zeigen zum Teil massive Störgeräusche, andere wirken als ob sie intern mittels Wiederstand gegen Masse abgeschlossen sind.

Das Bild das ich davon gemacht habe, ist leider korrupt. Werde versuchen heute ein neues zu machen.

« Letzte Änderung: 30 August 2017, 23:55:20 von networker »
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Offline HCS

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Antw:Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee
« Antwort #408 am: 30 August 2017, 15:35:22 »
Die unbeschaltenen Eingänge zeigen zum Teil massive Störgeräusche, andere wirken als ob sie intern mittels Wiederstand gegen Masse abgeschlossen sind.
Da wäre noch ein weiterer guter Test, wenn Du sie alle mit einem Spannungs-teiler oder -Regler auf 1V legst und schaust, was Du dann bekommst.
Ich habe nicht durchprobiert, ob alle acht ADC tatsächlich funktionieren.

Offline chunter1

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« Antwort #409 am: 30 August 2017, 17:14:20 »
Ganz interessant die Bedienungsanleitung des Lufft Regen Radar Sensors.
https://www.lufft.com/de-de/produkte/download-de/bedienanleitung-lufft-r2s-umb-de/

Einige Abhängigkeiten und Korrekturfaktoren kommen mir seeehr bekannt vor.  ;)
Zitat
Adjustment Values:
Der Bereich des Regensensor Messspektrums erstreckt sich von 130Hz (Nieselregen) bis 1600 Hz (Starkregen).
Dieser Bereich ist in 23 Zonen aufgeteilt, die einzeln mit Faktoren (0.1 bis 10) korrigiert werden können.

Und hier noch der Regensimulator von Lufft:
https://www.youtube.com/watch?v=6fFFSmwNOm0
« Letzte Änderung: 31 August 2017, 10:35:47 von chunter1 »

Offline chunter1

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« Antwort #410 am: 30 August 2017, 18:53:13 »
Lufft heizt übrigens den Radar Sensor sowohl im Winter als auch im Sommer auf ca. 70°C.
Das vereinfacht natürlich so manches - bis auf die Stromkosten.  :)

Im Video ab 6:00 wirds "interessant".
https://www.youtube.com/watch?v=9XbbZ8zUOT0
« Letzte Änderung: 30 August 2017, 19:05:41 von chunter1 »

Offline SabineT

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« Antwort #411 am: 30 August 2017, 19:07:42 »
Die unbeschaltenen Eingänge zeigen zum Teil massive Störgeräusche, andere wirken als ob sie intern mittels Wiederstand gegen Masse abgeschlossen sind.
Sind eventuell die Strapping Pins (sh. Ausschnitt aus dem ESP32 Datasheet):

Offline chunter1

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« Antwort #412 am: 31 August 2017, 10:46:57 »
Die Frequenzgruppierung ist interessant.
Für Regen verwendt Lufft folgende 23 Zonen:

f_start   f_stop [excl.]    delta_f
130       200                   70
200       250                   50
...
1200      1250                  50
1250      1600                  350

Hier das Original:
« Letzte Änderung: 31 August 2017, 11:26:35 von chunter1 »

Offline HCS

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Antw:Radar basierter WiFi-Niederschlagssensor für Regen, Hagel und Schnee
« Antwort #413 am: 31 August 2017, 11:00:39 »
Bin gespannt auf die Ergebnisse.
Montage so wie gehabt ohne direkte Sonneneinstrahlung auf das komplette Rohr?
Ja, wie gehabt, also hier: https://forum.fhem.de/index.php?action=dlattach;topic=73016.0;attach=82211

Die Temperatur (fette rote Linie) stammt von einem Temperatursensor, der in ca. 2m Entfernung sinngemäß abgeschattet wohnt. Es ist also die Umgebungstemperatur.

Zwischen 21:00 und 22:00 hatte ich einige Blackouts, was bei einem RSSI von ca. -96 dBm nicht sehr verwunderlich ist. Das WiFi bricht da teils minutenlag weg, aber mit der aktuellen Version schafft es das Radar dann immer wieder, einen reconnect hinzubekommen. Wenn das jetzt auch bei -96 dBm so stabil, wie es -96 dBm halt zulassen, läuft, dann muss ich mal die WiFi Situation verbessern.

22:30 hat es dann auch mal geregnet.

Interessant sind die Bereiche in den roten Kästen. Ich sehe zumindest zwischen 20°C und 30°C keinen wesentlichen Unterschied.

Was man auch erkennen kann ist, dass es nach einem reboot (18:45) in den übermittelten Daten einen peak gibt.

Offline networker

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« Antwort #414 am: 31 August 2017, 11:11:15 »
Peek nach Neustart kann ich auch bestätigen, ist aber immer extrem hoch und nur eine Messung lang.
Vermute das im Speicher noch Müll vom Initialisieren steht.

Offline chunter1

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« Antwort #415 am: 31 August 2017, 11:17:09 »
Ja, wie gehabt, also hier: https://forum.fhem.de/index.php?action=dlattach;topic=73016.0;attach=82211
Ok, dann lassen sich unsere Test-Setups nicht direkt miteinander vergleichen.
Bei mir brennt die Sonne voll drauf und dann hats im Rohr schon mal 45°C und mehr.

Peek nach Neustart kann ich auch bestätigen, ist aber immer extrem hoch und nur eine Messung lang.
Vermute das im Speicher noch Müll vom Initialisieren steht.
Hab ich auch - ist bestimmt, wie du sagst, irgendwo noch Müll im Speicher.

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« Antwort #416 am: 31 August 2017, 11:35:10 »
Ok, dann lassen sich unsere Test-Setups nicht direkt miteinander vergleichen.
Bei mir brennt die Sonne voll drauf und dann hats im Rohr schon mal 45°C und mehr.
Sollte wohl doch einen Temperatursensor mit rein packen und die Temperatur im KVP mitschicken.
Allerdings ist mir der DS18B20 inzwischen ein wenig unsympatisch geworden, da die ADC timer ISR die Kommunikation mit ihm zerhagelt.
Aber um die Temperatur zu messen, möchte ich nur sehr ungerne den Timer stoppen müssen.
Eine vermutlich simple Lösung wäre ein TMP36, den man an einen der AIs packt. Da muss nichts mit Timing kommuniziert werden und für den Zweck hier reicht die Ganauigkeit allemal.
Die Lib dafür habe ich in einem anderen Projekt schon, wäre einfach reinzubringen.
Allerdings habe ich da wiederum schlechte Erfahrungen mit dem nichtlinearen ADC des ESP32. Wie man einen IOT-Chip mit so einem ADC auf den Markt bringen kann, ist mir ein Rätsel.


Hab ich auch - ist bestimmt, wie du sagst, irgendwo noch Müll im Speicher.
Dann bauen wir mal noch die Müllabfuhr ein  :)

Offline chunter1

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« Antwort #417 am: 31 August 2017, 12:24:16 »
Sollte wohl doch einen Temperatursensor mit rein packen und die Temperatur im KVP mitschicken.
Hmm... fragt sich, wie nahe wir uns überhaupt an das Grundrauschen heranwagen können/sollen ohne Fehltriggerungen zu riskieren.
Was wir uns damit auch einhandeln ist eine temperaturabhängige Empfindlichkeit.
Da tut sich Lufft natürlich leichter, wenn sie den Sensor immer auf konstanter Temperatur über Umgebung halten. :)
Grade gestern hab ich im Rauschen folgende, mit der Temperatur wandernde, Interferenz entdeckt.
Ich vermute, dass es vom Radar-Sensor kommt - weiß nur nicht, obs vom Rohr (interne, ausdehnungsabhängige Reflektionen) oder dem Sensor-internen Oszillator und dessen Mischprodukten stammt.
Die dicke rote Linie ist die Außentemperatur im Schatten (linke Skala).
« Letzte Änderung: 31 August 2017, 12:26:56 von chunter1 »

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« Antwort #418 am: 31 August 2017, 12:29:15 »
Was wir uns damit auch einhandeln ist eine temperaturabhängige Empfindlichkeit.
Ich dachte da primär gar nicht an eine Temperaturkompensation sondern eher für Test- und Enticklungszwecke informativ.

Bevor ich mit Temperaturen spiele ...
Jetzt ist es mir gerade wieder eingefallen: die 32 calibration values persistieren.
Ich gehe es an ...

Also die 32 m_sensorData->binGroup[binGroupNr].threshold
Korrekt?

Offline chunter1

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« Antwort #419 am: 31 August 2017, 12:33:00 »
Also die 32 m_sensorData->binGroup[binGroupNr].threshold
Korrekt?
yup

Anbei nochmal die gezoomte Ansicht der wandernden "Interferenz".
Was man auch schön sieht ist, dass die Sonne ab ca. 9:50 voll auf das Rohr brennt.