Meteo-Systeem, Layout

Inleiding/Achtergronden => Configuratie

Een enkel Personal Weather Station (~ PWS) met sensoren voor windsnelheid, windrichting, neerslag, luchtdruk, temperatuur en vochtigheid kan bij een gunstige opstelling voorzien in de basis-invulling voor een lokale meting van de weersomstandigheden.
Gunstige opstelling volgens de regels voor meteo-stations is echter voor deze locatie niet beschikbaar.
De minder gunstige opstelling roept ook het spanningsveld op óf en hoe je investeert in meteo-apparatuur:
- apparatuur van hoge kwaliteit komt niet tot zijn recht
- de metingen die wel gedaan worden, moeten toch kwalitatief in orde zijn
- meetresultaten moeten 'met verstand' worden bekeken, om de omgevingsinvloeden te verwerken
- bruikbare opstelplaatsen zijn schaars, dus zijn combinaties mogelijk?
=> Uitdaging om een opstelling te bedenken en te realiseren die dit invult.
Het is ook een dilemma
of 'losse' sensoren zo optimaal mogelijk worden verdeeld en opgesteld 'volgens de regels' van de meteo-organisaties,
of 1 geintegreerde sensorkop op een 'redelijke' compromis-locatie wordt gezet.

Neven-argument is dat meervoudige meetsensoren en/of meervoudige PWSen een meerwaarde hebben:

• Redundantie is zinvol, om continuiteit van de registraties te waarborgen.
• Meervoudige sensoren voor bijv. temperatuur/vocht maken het mogelijk op meerdere locaties tegelijk te meten: weer kan heel plaatselijk bepaald zijn.
  De plaatsing van 1 set in de schaduw aan de Noordkant geeft bijv. een referentie t.o.v. de andere sensoren aan de zuidkant, die last kunnen hebben van de zon.
• Naast horizontale spreiding kun je met meervoudige sensoren ook op verschillende hoogtes meten t.o.v. het maaiveld, bijv. hoog op ca. 3~4m, op nominale hoogte (van +1,5m), laag boven de grond (= 'klomphoogte') of in de grond (= 'bodemtemperatuur').
• Een ouder, nog goed functionerend PWS kan daarbij prima dienen als 'aanvulling' van het primaire PWS en als backup daarvan:
  een 2e PWS is ook heel bruikbaar voor experimenten zonder invloed op het primaire PWS, zoals uitproberen van sensorposities, van diverse vormen van bescherming tegen zonlicht & neerslag, en van diverse software.
• Hoe meer sensoren, hoe meer meetwaarden = meer info voor correlatie.
  Dat vraagt wel dat de sensoren goed opgelijnd zijn: bijv. de luchtdruk-uitlezing moet voor alle 3 druksensoren gecalibreerd zijn t.o.v. het dichtstbijzijnde KNMI-station op Luchthaven Twente. Vergaren van de benodigde info vraagt vooraf een langdurige meetsessie.
• Verschillen in sensorsets geven een iets ander zicht op metingen van hetzelfde aspect (zoals bijv. voor vergelijk van tuin en kruipruimte), en rekening houdend met de verschillen kun je dan soms conclusies trekken.

De opbouw van deze configuratie is een uitwerking op basis van het bovenstaande.
Voor deze locatie is geleidelijk een verspreide configuratie opgebouwd met (uiteindelijk) 3 Meteosets, plus een 'Meteo-annex' aan het Domotica-Systeem:

1. TFA_Nexus
2. LaCrosse/Conrad_WS7000
3. Domotica_Meteo-annex als ondersteuning/aanvulling voor TFA_Nexus & WS7000
4. Weatherflow_Tempest

Voor vergrootte afbeelding klik op een plaatje

TFA_Nexus

De meteoset TFA NEXUS is in deze configuratie het 'primaire' PWS met 'conventionele layout' met 'losse' elementen.
De 5 sensoren voor temperatuur met 4 bijbehorende vochtsensoren staan verspreid opgesteld als aanpassing aan de omgevingsbeperkingen.
De console leest de sensoren draadloos uit en logt de data.
De bijbehorende server leest periodiek die logging uit en maakt daaruit tabellen en grafieken, waarvan een kleine collectie hieronder is aangegeven.
Bij de uitlezing en verwerking neemt de server ook info mee van sensoren aanvullend op het Nexus-PWS (voor luchtdruk en UVI), die door het Domotica-Systeem worden aangereikt.
Oudere Nexus-info dan hieronder getoond is te vinden bij de Historische Overzichten.

De actuele data gaat daarnaast als directe upload naar een reeks organisaties.
Het Domotica-Systeem leest de data mee, draadloos van de sensoren en via Internet.
Via de uploads wordt de PWS-info deel van het grotere, wereldwijde weerbeeld.

Laatste Updates		actuele samenvatting	korte datatabel	referentie waarden	actuele grafiek	laatste wind-distributie	voorlaatste grafiek	voorlaatste wind-distributie
Voorgaande Grafieken		weekdag1 [maandag]	weekdag2 [dinsdag]	weekdag3 [woensdag]	weekdag4 [donderdag]	weekdag5 [vrijdag]	weekdag6 [zaterdag]	weekdag7 [zondag]
Voorgaande Wind-distributies		weekdag1	weekdag2	weekdag3	weekdag4	weekdag5	weekdag6	weekdag7

Ter referentie bij de tabel: weekdag 1 = verleden maandag, weekdag 7 = verleden zondag

Conrad/LaCrosse WS7000

De oudere meteoset Conrad/LaCrosse WS7000 is het 'secondaire' PWS met 'conventionele layout' met 'losse' sensoren voor wind, luchtdruk en temperatuur die op zich superieur zijn aan die van TFA_Nexus.
Vooral de originele hygro-sensoren van dit PWS raken versleten door ouderdom, maar ook de thermo-sensoren verslechteren.
Het WS7000 PWS heeft volledige draadloze uitlezing van zijn sensoren (met origineel 4 temp/vocht-sensoren), parallel via 1 display en via 2 PC-interfaces waarvan de dataloggers in de achtergrond de data van de sensoren registreren.
Voor 'leven-verlengen' van dit PWS zijn inmiddels 2 clone-temp/vocht-sensoren ingebracht en een clone-licht-sensor:
zie daarvoor de vervang-beschrijving.
PC-interface1 ondersteunt sinds 2001 de lokale vertoning & verwerking voor diverse doeleinden, sinds 2003 vanaf deze locatie, eerst voor continue registratie met de Conrad-software, nu vooral experimenteel voor uitproberen van software en instellingen, en als adhoc backup voor PC-Interface2.
De meetreeks gestart met PC-interface1 wordt voortgezet met PC-Interface2 met via een andere server sinds 2008 onregelmatig een update voor een weerplaatje.
Dat plaatje is sinds begin 2014 vergelijkbaar met dat van het Nexus-PWS, en geeft aanvullend daarop een eigen WUnderground-samenvatting, en uitgewerkte informatie van dezelfde soort als voor TFA_Nexus.
Het Domotica-Systeem leest de data mee, draadloos van de sensoren en via Internet.
Voor WS7000 is apart historische info te vinden bij de Overzichten.

Laatste Updates		laatste samenvatting	korte datatabel	referentie waarden	laatste grafiek	laatste wind-distributie	voorlaatste grafiek	voorlaatste wind-distributie
Voorgaande Grafieken		weekdag1 [maandag]	weekdag2 [dinsdag]	weekdag3 [woensdag]	weekdag4 [donderdag]	weekdag5 [vrijdag]	weekdag6 [zaterdag]	weekdag7 [zondag]
Voorgaande Wind-distributies		weekdag1	weekdag2	weekdag3	weekdag4	weekdag5	weekdag6	weekdag7

Ter referentie bij de tabel: weekdag 1 = voorgaande maandag, weekdag 7 = voorgaande zondag

Domotica-Systeem, Meteo-Annex

Het Domotica-systeem leest (via betere ontvangers) de draadloze sensordata van het Nexus_PWS en het WS7000_PWS direct parallel mee,
leest Ecowitt-sensoren van type WH40, WH31A en WH51 uit via de GW1000Gateway,
en heeft via ESP8266en verbinding met extra sensoren voor temperatuur, vocht, luchtdruk, UV en luchtkwaliteit (fijnstof en gas).

Goed gemeten & gekalibreerde waarden voor spectrumdekkend overzicht voor IR, Licht en UV ontbreken (nog).
Diverse setups in ontwikkeling & test om over de dag echt licht te kunnen gaan meten over zoveel mogelijk golflengtes:

Label / Status / Beschrijving
• Lichtmeter0, Operationeel/Testing
  = 1*MAX44009-sensordata ingevuld door 'WS7000P_19' via Domoticz2
  ['WS7000P_19' combineert de Licht- en IR-meting van de sensor tot 1 uitkomst voor een lichtwaarde]
  => 1* Licht-waarde zenith-scannend (= vertikaal-kijkend), met vrij zicht naar Oost en Zuid
• UVmeter0 / Operationeel, maar twijfelachtige functioneren
  = 1*UVN800
  => 1* UV-waarde
• Lichtmeter1 / Operationeel teststation
  = 2*BH1750_Lichtsensor + 1*LDR
  => 2 lichtwaarden in zuidelijke richting onder ca. 30 graden elevatie & 1* 'omgevingslicht'
  [deze provisorische opstelling blijft i.v.m. de uitvoering binnenshuis achter een venster]
• Lichtmeter2 & UVmeter1 / Operationeel, behalve de zenithscanner
  = 1*BH1750_Zenith_Lichtsensor + 2*TSL2561_Lichtsensor + 1*LM8511_UVsensor
  => 1* Licht-waarde vertikaal + 2* Licht&IR&Breedband-waarde & 1*UV-waarde in zuidelijke richting onder ca. 30 graden elevatie
• UVmeter2 / Operationeel
  = 'losse' UV_sensor met GUVA12-sensor (geplaatst vóór UVN800)
  => 1* UV-waarde in zuidelijke richting met > 45 graden elevatie
• Lichtmeter3 & UVmeter3 / Operationeel = UV/IR/Licht-sensor SI1145, direct aan de Raspberry die de lichtmetingen verwerkt.
  Deze sensor deelt behuizing & kijkrichting van Zuid met > 45 graden elevatie met de omgebouwde Nexus_thermo/hygro-sensor, en kan voor diens lichtmeting direct als referentie dienen
  

De meteo-grafieken tonen neerslag in een balkendiagram als actuele waarde mm/meting, samen met een grafieklijn met optellende waarde per 24 uur!
De dunne, onderbroken Temp&RV-lijnen zijn voor de laaggeplaatste thermo/hygro-meters.

Lucht-kwaliteit/ Fijnstof&Gas-vervuiling begint steeds meer belang te krijgen.
Momenteel is er wel een officieel nationaal meetnetwerk, maar dat is niet fijnmazig genoeg voor 'lokale' conclusies.

Daarom in dit Meteo-Systeem een toevoeging van een eenvoudige breedband-dustsensor type GP2Y10 i.c.m. een breedband-gassensor type MiCS6814 aan Domoticz voor 'globale' indicaties' en een nauwkeuriger dustsensor type SDS011 die gesplitst meetresultaten geeft voor deeltjes van 2,5 micron en 10 micron, later (bij beschikbaarheid) uit te breiden met gassensoren voor O₃ en NO₂.
De nauwkeuriger sensor heeft upload naar een internationaal netwerk.

Tabellarische samenvatting

Aanvullende Meteo-informatie

Weatherflow Tempest

De nieuwe meteoset Weatherflow_Tempest is voorlopig het 'tertiaire' PWS, met geintegreerde sensoren voor wind, luchtdruk, temperatuur, plus licht meting en bliksemdetectie.
De sensorenset moderner dan Nexus en WS7000 moet superieur zijn aan de sensoren van TFA_Nexus en WS7000:
diverse individuele sensoren in het Domotica-systeem zijn weliswaar vergelijkbaar, maar niet professioneel gecalibreerd.
Met Tempest als referentie kan worden geprobeerd de afregeling van de sensoren in het Domotica-Systeem te verbeteren:
win-win, want daarna meerdere, vergelijkbare metingen parallel.
Tempest heeft volledige draadloze uitlezing van zijn sensorkop via een hub.
Verbinding daaruit via Wifi naar het LAN, en via het LAN naar de Weatherflow-server die als Controller en centrale datalogger dient.

Ingeschakeld in provisorische opstelling op 28 November 2020 voor afregelen en integratie.
Koppeling met het Domotica-Systeem nog in uitwerking, vooral voor het aspect van kalibratie en oplijning.

Copyright © 2013-2022 T4S
Samenvatting voor Rechten & Verantwoordelijkheden / Summary for Rights & Liabilities