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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regenmesser


Autor: Hanes (Gast)
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Hallo

Ich möchte eine Regenmesser bauen und habe hier im Forum bereits einen
Beitrag gefunden.
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-53918.html#53927

Im internet findet man nur solche "mechanischen" Lösungen, mit
Wippen.
Nun frage ich mich, ob man einen solchen Messer nicht ohne Mechanik
bauen kann, mit einer optischen Messung? Am besten wartungsfrei, ohne
bewegliche Teile. Hat jemand einen Vorschlag?

Hanes

Autor: Monguz (Gast)
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Ja doch..

Du könntest ein relativ flache konische trichter (ca 2-3 cm
durchmesser) aus teflon (wegen abperlen des wassers) mit ein öffnung
von ca.1,5-2 mm (halt so  dass ein tropfen wasser hängenbleibt und
nicht gleich durchfällt) dann radial entgegengesetzt 2 gold oder
vergoldete nadel !! elektroden, die nur ein hauch hineinragen in den
abtropföffnung..und zählst die tropfen (kleine spannung und
stromstärken wervenden da sonst elektolyse, und deine elektroden haben
sich aufgelöst.:)

Autor: Michael (Gast)
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"wervenden"

Der ist süss ;-) (Nein, ich will dich wirklich nicht wegen der
Rechtschreibung auslachen, aber es sieht wirklich witzig aus.)

Im Ernst: Ich zweifle, ob diese Lösung was taugt. Ich kann mir nur
vorstellen, dass da so wunderbar einzelne Tropfen hindurchfliessen.
Wenn es zu wenig stark regnet, dann werden die tropfen hängen bleiben
oder verdunsten, regnet es zu stark, dann strömt das Wasser nur so
durch...

Autor: Der Elektrische Reiter (Gast)
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Idee:
Die Energie, die Wasser benötigt um zu verdunsten, ist abhängig von der
Luftfeuchte, und der Umgebungstemeratur.

Verwende nun einen Feuchtesensor, der die Luftfeuchtigkeit der Umgebung
erfasst, einen Temeratursensor, der die Umgebungstemperatur erfasst.
Lasse den Regen auf eine beheizte Fläche mit Temeratursensor fallen.
Wenn die Heizenergie konstant ist, sollte sich aus dem
Temperaturverlauf der beheizten Fläche die Regenmenge ermitteln
lassen.

Ist doch einen Versuch wert?

cu

Autor: Michael (Gast)
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Und was ist, wenn die Sonne darauf scheint? Wenn es windet? wenn
irgendwelche Pollen darauf fliegen? Diese Methode dürfte kaum wirklich
funktionieren.

Autor: Ralf (Gast)
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Habe kürzlich einen Regensensor aus einem 5er BMW auseinandergebaut. Der
war so schlecht gemacht, daß die SMD Bauteile von alleine rausgefallen
sind. Das wird von innen an die Scheibe "geklebt". Dabei werden von
Infrarot? Dioden Strahlen ausgesendet und über die Windschutzscheibe
reflektiert und auf einen Empfänger gesendet. Der Regen aussen auf der
Scheibe "stört" dann die Infrarotstrahlen und kann dann je nach
Regenstärke die Scheibenwischer schneller oder langsamer bewegen.
Kompliziert hat es nicht ausgesehen und vielleicht hilft ja meine
Beschreibung für einen Nachbau.

Autor: Der Elektrische Reiter (Gast)
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Sonne = Zusätzliche Energie auf Messfläche und Umgebungssensor -> Kein
Problem.

Wind = Wasser verdampft schneller, aber die zum verdampfen benötigte
Energie ist aber gleich -> Kein Problem.

cu

Autor: Michael (Gast)
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Ich bezweifle einfach sehr stark, dass es möglich ist die für das
Energie-Verfahren notwendigen Daten mit der nötigen Präzision zu
erfassen. Zudem: Regen ist auch nicht immer gleich warm.

Autor: Rufus T. Firefly (Gast)
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Der Regensensor aus dem BMW soll ja nur feststellen, ob es überhaupt
regnet, aber dazu dienen, die Niederschlagsmenge zu messen. Daher ist
ein so primitiver Ansatz (Wasser auf Scheibe == Regen) ausreichend.

Autor: Harry Dyck (Gast)
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Ein Gefaess nehmen mit bekanntem Volumen, Irgendwo bei zwei drttel Hoehe
eine Bohrung anbringen. Hierdurch einen flexiblen Schlauch durchstecken
(und abdichten), der im Gefaess bis auf den Boden reicht und auf der
anderen Seite tiefer geht (also das Ende unterhalb des Bodens ist).
Hiermit reduziert man das Problem auf die Messung der Fuellstandshoehe
(Kapazitiv, Mechanisch, Leitfaehigkeit, etc.).
Funktionsweise:
Das ueber einen Trichter hinein gelangende Wasser erreicht irgendwann
die Hoehe der Bohrung. Dank Physik (ausgleichen der Fuellstaende bei
verbundenen Gefaessen) leert sich das Gefaess nun von selbst. Mit
entsprechender Zaehlung und Auswertung hat man immer die
Niederschlagsmenge zur Hand.

Gruss
Harry Dyck

Patentgebuehren an die obige E-Mail Adresse :)

Autor: Hanes (Gast)
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Harry:
Das scheint ein interessanter Ansatz zu sein. Im Prinzip das selbe wie
die Lösung mit der Wippe oder dem Löffel, nur ohne Mechanik.

Hanes

Autor: Arno (Gast)
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Kein Patent erteilt.
Kommunizierende Gefässe funktionieren nur ohne Luftblasen zuverlässig.
Du musst aber beim Durchmesser deiner Röhre den Durchmesser treffen, an
dem die Kapillarwirkung des Wassers die Luftblase am oberen Ende
mitnimmt. Ansonsten fliesst das überschüssige Wasser einfach durch den
Schlauch ab.

Arno

Autor: Harry Dyck (Gast)
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Nur Nebensaechliche Details ;)

Jetzt mal im Ernst, habe so eine Konstruktion schon mal irgendwo im
Netz gesehen gehabt. Schien ganz gut zu funktionieren, dem Foto nach zu
urteilen lag der Schlauchdurchmesser um die 5mm.
Es gibt aber noch weitere Probleme, die nicht sofort offensichtlich
sind. Im Sommer laeuft man zB Gefahr unabsichtlich ein Biotop zu
schaffen.
Ich hatte mal ein aehnliches Problem und hatte mich damals fuer die
mechanische Loesung entschieden:
http://www.dyckonline.de/projekte/wetter/img_regen_1.jpg

Gruss
Harry

Autor: mthomas (Gast)
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Gibt einige Methoden: Wippen, Tropfenzaehler, Waagen,
Wasserstandsmesser, Distrometer und wahrscheinlich noch ein paar mehr.
Haben alle ihre Vor- und Nachteile. Vielleicht erstmal den Anspruch an
die Genauigkeit definieren.

Autor: Tom (Gast)
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Du hast ein Auffangbehälter mit einer bekannten Oberfläche. An diesem
bringst du an der Seite einen vertikalen Schnitt an, so dass das
einfliessende Wasser wieder ausfliessen kann - aber nur ganz langsam.
Je nach Breite des Schnitts läuft eine bestimmte Menge Wasser pro
Zeiteinheit raus. Zudem misst du den Wasserstand im Gefäss. So sollte
man die fliessende Menge Wasser messen können.

Autor: Hubert (Gast)
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Dem Regensensor vom 5er ist es übrigens egal ob eine Fliege, ein
Vogelschiß oder die Hand von Rufus T. Firefly drauf ist, für ihn ist
alles Regen.

Autor: Hubert (Gast)
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@ Rufus T. Firefly
Und Rufus, so dumm ist der Regensensor nun doch nicht, er meldet nicht
nur Regen, sondern kann die Intensität des Regens (durch Zählen der
Tropfen) bestimmen und so die Intervalle des Scheibenwischers regeln
(ja, wirklich regeln, steckt ein richtiger Regler dahinter)

aber wie immer Rufus T. Firefly hat die Sache durchschaut.

Autor: Hanes (Gast)
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mthomas:
Wie genau sollte so ein Regenmesser sein? Ich habe gelesen, dass genaue
Geräte eine Auflösung von 0.1mm/m2 erreichen sollten. Ich denke für
meinen Garten wäre ich mit 1mm/m2 (1 Liter /m2) schon zufrieden. Wenn
man mit einfachen Mitteln mehr erreichen kann, auch gut.

So wie ich das bis jetzt sehe, ist das Prinzip mit der Wippe doch am
einfachsten zu realisieren.

Hanes

Autor: Der Elektrische Reiter (Gast)
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Bei der Energiemethode, kommen sicherlich jdede Menge Detailproblme aufs
Tapet. Da muß man durch. Ich denke aber, das man die Umwelteinflüsse gut
messen kann. Bleibt nur nocht die Sensorfläche. Bei kleiner thermischer
Masse und hoher Temperatur krigt mas das sicher auch genau genug hin.

Erfahrungswerte was besonders kritisch wird, gibts leider keine ;-( Das
Schöne an dieser Lösung: kein beweglichen Teile.

cu

Autor: Frankl (Gast)
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Jungs denkt doch auch mal Väterchen Frost. Eine beheizte Wippe mit
Trichter, scheint mir bis jetzt die beste Lösung.

Autor: Hanes (Gast)
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Ich habe da noch eine weitere Idee:
Der Regen wird in einem Trichter gesammelt, welcher unten ein
Magnetventil hat. Unter dem Trichter steht ein Messgefäss, dass unten
ebenfalls ein Magnetventil hat.
Das Ventil am Trichter ist offen, dass beim Messgefäss geschlossen.
Wenn es nun regnet, füllt sich das Messgefäss bis zu einer bestimmten
Höhe (Sensor), dann schliesst sich der Trichter, das Messgefäss öffnet
sich, dass Wasser fliesst weg und schliesst sich dann wieder. Das
füllen beginnt von neuem.

Ist vom Prinzip her wie die Wippe, nur mit mehr Aufwand. ;o)

Grüsse Hanes

Autor: eckard (Gast)
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nur so ne idee

wenn man zwei platten mit definierter flaeche gegenueger anbringt und
dann die kapazitaetsaenderung misst. sollte ein rauschen proprtional
zum regenschauer geben. man muss nur eine gleiche plattenanordnung
anbringen in der kein regen durch geht und das als referenz signal
mitverwenden.

Autor: mthomas (Gast)
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Betr. Genauigkeit: die Einheit mm/m2 ist nicht wirklich passend. mm
entspr. schon l/m2. Kommerzielle Wippen haben ueblicherweise eine
Aufloesung von 0,1mm, d.h. das Gewicht des Wassers in einem Loeffel
beim "wipp" entspricht bezogen auf die Auffangflaeche 0,1mm. Mit
Tropfenzaehlern (z.B. duennes Roehrchen -> Tropfen -> Lichtschranke)
sind lt. Firmenangaben 0,01mm zu erreichen, aber bei hohen
Niederschlagsintensitaeten ("mm pro Zeit") kann es zum Rueckstau
und/oder zu einem kontinuierlichen Strahl kommen. Distrometer sind im
Prinzip so etwas wie der "BMW-Sensor" aber wohl nichts ums schnell
mal nebenher zu basteln, Genauigkeit haengt sehr von Aufbau und
Kalibrierung ab (man will ja mehr als "viele Tropfen und wenige
Tropfen bzw. deren Groesse"). Man koennte mglw. noch relativ einfach
eine "Waage" mit brauchbarer Genauigkeit nachbauen mit Teilen aus
einer ausgeschlachteten Briefwaage u.ae., Entleerung ueber Heber oder
Magnetventil.

Wippenprinzip duefte am meisten verbreitet sein, da guenstig, leicht an
Datenaufzeichung anzuschliessen und realtiv einfach zu warten. Wenn
solide aufgebaut und zuegige Entleerung sichergestellt, muss Heizung
auch nicht sein - so man nicht unbedingt Niederschlag in Form von
Schnee etc. messen will.  Eine Wippe selbst nachzubauen, ist vom
Prinzip her einfach aber im Detail kann es "kniffig" werden, wenn man
gute Genauigkeit anstrebt, da die Wassermenge bezogen auf die
Auffangflaeche (typisch wenige 100cm2) klein ist. Die
"Zwischenspeicher" muessen klein sein und auf beiden Seiten gut
austariert.

Wie auch immer: bei Conrad gibt es relativ guenstig ein kleines Set mit
Regenmesser und Anzeigeeinheit, Prinzip wahrscheinlich Wippe. Aufloesung
duerfe ausreichen. Falls der Nachbau nicht einfach zum Spass oder zum
Lernen ist, vielleicht das Teil in Erwaegung ziehen und evtl.
entsprechend modifizieren.

Autor: Hanes (Gast)
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Es geht schon mehr um das Basteln und Lernen. Was ich bis jetzt gelesen
und gehört habe, scheinen die Wippen doch am geeignetsten zu sein.
Danke, Grüsse
Hanes

Autor: thomas (Gast)
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Es gibt noch ne Möglichkeit und zwar du nimmst einen Behälter (am besten
mit 90° Ecken) und einen Ultraschallsender/-empfänger und misst mit
diesem von oben den Abstand bis zur Wasseroberfläche nun kannst du
mittels der Grundfläche und der Wasserstandshöhe die Menge berechnen
die es geregnet hat (innerhalb einer gewissen Zeit), du solltest den
Behälter natürlich hin und wieder auch mal leeren nicht dass die
Ultraschalleinheit baden geht.

Eine weiter Möglichkeit bestünde natürlich mit Durchflußsensoren zu
messen oder eines Lineardecoders der von einem Schwimmer bewegt wird.

Autor: Hanes (Gast)
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Thomas:
Das Problem bei deiner Lösung ist, dass man von Hand leeren muss.
Ausser man spendiert dem Teil ein Magnetventil zum ablassen des
Wassers. Somit ist meine Idee mit den zwei Ventilen wieder einfacher,
da ich keine Messung des Wasserpegels durch führen muss.
Danke für den Input. :-)

Grüsse Hanes

Autor: PeterF (Gast)
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Hallo,

beim Suchen nach Informationen zum 1Wire Bus habe ich diese Seite
Gefunden - ist ja vielleicht eine Anregung.

http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/677

Gruß

PeterF

Autor: leif (Gast)
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Also mir scheint die Tropfenmessmethode am geeignetsten, es muß 'nur'
sichergestellt werden, daß das Wasser nicht durchfliesst, oder aber die
Durchflussrate konstant und bekannt sein.

Bei wenig Regen ist diese Methode immer noch präziser als die
Wippenmethode (habe mir eben die maxim appnote angesehen), weil dort
immer nur 100 tropfenweise gezaehlt wird.

Ich würde sehen, ob ein flache Meßschüssel mit Tropf (konstanter
Druck/Tropfengröße) nicht per IR Lichtschranke das beste
Aufwands/Leistungsverhältnis bietet.

Um den Gefrierpunkt kann dann ja evtl. eine stromfressende Heizung den
evtl. Schnee zu Tropfen schmelzen.

Interessant fände ich allerdings auch eine Auswertung auf kapazitiver
oder direkter optischer Basis, ist aber auch schwieriger.

Ich sehe gerade, habe mthomas mehr oder weniger nachgeplappert.

Laß uns wissen, wie Deine Lösung aussieht!

leif

Autor: Kurt (Gast)
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Hallo Leute,

der DWD verwendet Regenmesser welche auf einer Waage basieren.
Dadurch wird auch Schneefall erfasst.
Hineinfallende Fogel.. und Insekten usw. werden einfach herausgerechnet
(schnelle Änderung des Inhalts), Verdunstung usw. wird auch
berücksichtigt.
Allerdings bedarf es einer "Pflege" , -ausleeren wenn der Behälter
voll ist.
Googelt mal unter "PLUVIO"  , so heisst das Ding.

Gruss Kurt

Autor: Jens (Gast)
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Servus

Also ich halte die Auswertung der Regenmenge über das Gewicht für den
einfachsten und wartungsfreisten Ansatz. Und zwar aus folgenden
Gründen:

- die Dichte von Regenwasser ist bekannt bzw. kann durch einfache
Versuche selbst bestimmt werden
- eine Messung des Niederschlag in fester Form (Schnee oder Hagel) kann
mit Hilfe einer schwachen Heizung (10°C reichen ja vollkommen um das
Wasser zum fließen zu bringen)realisiert werden
- man kann auf Mechannik (im Sinne von irgendwelchen beweglich
gelagerten Hebeln und Federn ) verzichten, wenn die Gewichtsbestimmung
über Dehnungsmessstreifen realisiert wird
- ein Reinigen des Behälters ist nicht oft notwendig, da man ja nach
dem Ablasses der gemessenen Regenmenge das Gewicht des Behälters als
Grundlage benutzen kann; hierbei spielt es ja keine Rolle, ob der
Behälter 1000 oder 1025 Gramm schwer ist -> deshalb stören eventuell
verbleibende Reste des alten Regenwasser auch nicht unbedingt
- die Verdunstung lässt sich redizieren, wenn der Messbehälter selbst
keine grosse Öffnung hat (wenn ich eine Flasche Mineralwasser einen Tag
stehen lasse, dann ist ja auch nicht die Hälfte des Inhalts verdunstet)


Viel Spaß

jens

Autor: Kurt (Gast)
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Ja Jens,

es hat viele Vorteile.

Selbst auf eine Behälterheizung kann verzichtet werden wenn die
Einfallsöffnung gross genug ist.
Das Leeren ist auch nur selten nötig (hängt vom "Wetter" ab.

Es wird einzig nur das Gewicht erfasst.
Wenn ausgeleert worden ist wird der Rest ainfach als neue Referenz
festgelegt.

Die Verdunstung tritt ja nicht wärend Regens stark auf und wenn es
nachher verdunstet ist es als Gewichtsabname erkennbar.

Man braucht nur "steigende" Differenzwerte auswerten.

Kurt

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