Wetterstation für Forschungsprojekt TU Berlin

[ccclever2]

Hallo zusammen

Für ein Forschungsprojekt an der TU Berlin benötigen wir eine Wetterstation mit möglichst genauen und vielseitigen Sensoren. Wichtig wären:
- Temperatur/Luftfeutigkeit
- Regen + Regenmenge/-stärke
- Luftdruck
- Windgeschwindigkeit/-richtung
- Strahlung (UV/Licht)

Zusätzlich soll die Bewölkung gemessen werden - nach unseren Recherchen ist das leider nicht wirklich mit bekannten Wetterstationen möglich, daher überlegen wir eine SkyCamera dafür zu verwenden. Vielleicht habt ihr aber gute Alternativvorschläge

Wichtig ist zudem,. dass die Daten per WiFi/Netzwerk geloggt werden können - ein Display o.ä. benötigen wir nicht.

Als Budget haben wir insgesamt max. 500 Euro, gerne weniger.

Danke vorab für eure Hifle!

[olicat]

Hi!

Ich bin ueberrascht ueber das geringe Budget fuer ein "Forschungsprojekt".
Fuer 500EUR kann man wohl nur eine Hobby-Station kaufen.
Selbst die Davis Vue ist fuer diese Summe nicht erhaeltlich - der UV-Sensor von Davis kostet fast so viel wie das Gesamtbudget hergibt ...

Insofern wird es wohl eher etwas in Richtung Ecowitt werden; ein GW1200 oder GW2000 kombiniert mit einem WS80 und einem WH40 sollte die Aufgabenstellung abdecken koennen. Vorteilhaft ist, dass die Daten lokal abgegriffen werden koennen.

GW2000: 60EUR
WS80: 50EUR
WH40: 40EUR
-->
150EUR

Die Genauigkeit fuer Aussentemperatur/-feuchte liesse sich durch den Einsatz eines WH32-EP in einem guten Schild (etwa Davis 7714) noch verbessern.
optional:
WH32-EP: 55EUR
Davis 7714: 130EUR
-->
185EUR

Gesamt: 335EUR
Mit dem restlichen Geld laesst sich ja vielleicht die Bewoelkungsproblematik angehen ...
Ansonsten koennte man natuerlich auch noch jede Menge andere Sensorik hinzufuegen. Ein Feinstaubsensor oder ein Blitzsensor oder weitere Temperatursensoren (im Boden oder in Bodennaehe) oder ggf. Bodenfeuchtesensoren koennten vielleicht weitere wertvolle Informationen geben.
Ich kenne jedoch Eure Aufgabenstellung nicht.

Die Preise und Links sollen uebrigens nur zur Verdeutlichung dienen - einen Preisvergleich kannst Du ja jederzeit selbst machen.
Je nach Anbieter kann man hier und da noch ein paar Euro sparen. Ggf. kaeme auch ein Bundle mit dem WS68 in Frage - statt des Ultraschall-Anemometers WS80 kaeme dann der herkoemmliche Windmesser WS68 zum Einsatz. Aber wirklich sparen oder gar verbessern kann man sich damit nicht.

Oliver

[Gyvate]

Optimale im Consumerbereich (150-400 EUR) verfügbare Sensoren und Konsolen mit entsprechender Auswertungsmöglichkeit findet sich meiner Erkenntnis nach im Ecowitt-Ökosystem.

Als fertiges Stationspaket (man kann auch alles einzeln zusammenstellen) käme da nach meinem Dafürhalten eine GW1102 (oder GW2003) Station in Frage. WiFi-Gateway (GW1100), kombinierter Licht-/Windsensor (WS68)/ separater Regenmesser (WH40) (wir empfehlen eine zusätzliche Randerhöhung via 3D-Druck [Druckdatei vorhanden --> unser WiKi] zur Verringerung von Spritzverlusten) und ein separater Aussentemperatur/-Feuchte Messer (WN32).

Für genau Aussentemperaturmessung muss der WN32 entweder im dauerhaft belüfteten Schatten angebracht werden oder in einem (vernünftigen !) Strahlenschutz. Die günstigste und gleichzeitig gut performende Schutzhülle wäre der Davis 7714.

Kostenpunkt beim Hersteller: ca. 150 EUR einschließlich Versand und Einfuhrumsatzsteuer.
https://shop.ecowitt.com/collections/la ... cts/gw1102
oder etwas Kompakter, z.Zt. im Sonderangebot
https://shop.ecowitt.com/collections/la ... cts/gw1103 mit Ultraschallwindmessung

Das gleiche Modell gibt es in Deutschland unter www.froggit.de als Fertigpaket mit einer besseren Gateway-Konsole (GW2000 - in Froggit-Begriffen DP2000 anstelle von GW1100/Froggit DP1500), die sowohl ein WLAN als auch ein LAN (Ethernet) Interface besitzt für 180 EUR an.

(Froggit [genau genommen die HS-Group GmbH&Co KG; Froggit ist deren Markenname] ist ein deutscher Wiederverkäufer von Fine Offset/Ecowitt Wetterstationen unter eigenem Label).

Preislich würde sich das dann mit Ecowitt (Hersteller) direkt und mit einem GW2000 nicht wirklich besser rechnen.
Allerdings ist die GW1103 Station z.Zt. ein Schnäppchen und wird von Froggit so nicht angeboten.

Froggit DP2000 WiFi Gateway Single Sensor Wetterstation Set ( 1 x DP2000 WiFi Gateway, 1 x DP40/WH32F Außenbereich Thermo-Hygrometer Funksensor, 1 x DP80 selbstentleerender Regenmess-Sensor, 1 x DP300 solarunterstützer Aneometer mit UV-Licht-Sensor
https://www.froggit.de/dp2000-wifi-gate ... ensor.html

Gesamtrechnung:
Wetterstation Froggit: 180 EUR
3D-Druckaufsatz für Regenmesser: ca. 30 EUR (sofern man nicht einen 3D-Drucker und passendes Druckmaterial sowieso hat)
Strahlungsschutz ("Wetterhütte) Davis 7714 (ca. 100 EUR - googlen)
Gesamt ca. 310 EUR
Bei Ecowitt mit GW1103 alles zusammen ca. 30-40 EUR günstiger.

Mal unser WiKi zu den Ecowitt-Wetterstationen lesen https://www.wetterstationsforum.info/w ... -stationen
Fine Offset/Ecowitt erfüllt nicht das gängige China-Klischee: billig und untauglich sondern liefert im Preissegment gute Qualität (plus Vielfalt und Innovation) zum vernüftigen Preis.
Service und Unterstützung sind hervorragend - auch hier im Forum mit bisweilen direktem Draht zum Hersteller.

Zur Auswertung käme u.a. die kostenlose Datenlogger-Software CumulusMX (CMX) in Frage, die die Daten des GW2000/DP2000 im lokalen Netzwerk minütlich aufzeichnen und abspeichern kann (läuft unter Windows, Linux, MacOS z.B. auf einem Rapberry, einem NAS-Server, einem PC - 24/7 Betrieb ist allerdings notwendig). Siehe auch unser WiKI CumulusMX

[spitzmaus]

Beim Stichwort "Forschungsprojekt" stellt sich die Frage nach der erwarteten Genauigkeit. Nach meiner Kenntnis ist das in der Wissenschaft ein sehr grundlegendes Thema.

Beispiel Luftdruck: Die im Hobbybereich üblichen Sensoren können ab Werk mehre Millibar Abweichung zeigen. Und die Formeln, die die verschiedenen Wetterstationshersteller zur Umrechnung auf den relativen Luftdruck verwenden, sind sowohl verschieden als auch verschieden genau.

Beispiel Temperatur: Es ist schon mal ein riesiger Unterschied, ob man eine Zwangsbelüftung hat oder nicht. Eine solche könnte aber hier das Budget sprengen. Der Sensor kann +-0,3 K, +-0,5 K genau sein oder gar nur auf ganze Grad genau messen.

Beispiel Luftfeuchte: Sensoren, die bei 100% Luftfeuchte wirklich 100% anzeigen, sind gar nicht so leicht zu finden.

Bei den Wolken sind mir auch nur Allsky-Cameras mit entsprechender Auswertesoftware bekannt. Außerdem gibt es noch Sonnenscheindauersensoren, die auf der Auswertung des Schattenwurfs basieren. Die passen aber auch nicht in die 500€ rein.

[Gyvate]

Beim Stichwort "Forschungsprojekt" stellt sich die Frage nach der erwarteten Genauigkeit. Nach meiner Kenntnis ist das in der Wissenschaft ein sehr grundlegendes Thema.

Beispiel Luftdruck: Die im Hobbybereich üblichen Sensoren können ab Werk mehre Millibar Abweichung zeigen. Und die Formeln, die die verschiedenen Wetterstationshersteller zur Umrechnung auf den relativen Luftdruck verwenden, sind sowohl verschieden als auch verschieden genau.

Ich denke, wir sollten die Kirche hier im Dorf lassen. Der OP will die Daten ja auswerten. Wenn die von FineOffset verwendete vereinfachte Korrektur (Normierung auf Meereshöhe) als nicht ausreichend empfunden wird, kann die Auswertungssoftware das machen. Datenloggerprogramme wie CumulusMX, Meteobridge und weewx benutzen hier, wenn die Option gewählt wird, korrigierte Werte, basierend auf dem Stationsluftdruck und Temperaturwerten. Auch da gibt es unterschiedliche auch in der WMO benutzte Modelle, für die auch die Ecowitt-Barometer verlässliche Grunddaten liefern.

Man kann auch ganz einfach nur mit dem lokalen unnormierten Luftdruck arbeiten, und wenn später bei der Auswertung tatsächlich der auf Meereshöhe normierte Luftdruck benötigt wird (auch hier gibt es übrigens zwei Modelle/Definitionen), kann man den unter Anwendung der entsprechenden Formel "nacherheben" - einfache Excel-Arbeit.

Und wenn man meint, das die z.B. von Fine Offset/Ecowitt verwendeten Drucksensoren vom Werk aus mehrere Millibar/Hektopascal Abweichung zeigen, was durchaus nicht generalisierbar ist, kann sich ja einen teuren Barometer zur Nacheichung zulegen, wobei die einfachste Variante wäre, die Konsole/das Gateway in die Nähe eines Flughafens zu bringen und die Druckanzeige mit den aktuellen METAR Daten des Flughafens zu vergleichen. Dann passt man den absoluten (=Stationsdruck, in der Luftfahrt QFE genannt) Luftdruck in der Kalibierung der Konsole an, und schon passt es wieder.

Beispiel Temperatur: Es ist schon mal ein riesiger Unterschied, ob man eine Zwangsbelüftung hat oder nicht. Eine solche könnte aber hier das Budget sprengen. Der Sensor kann +-0,3 K, +-0,5 K genau sein oder gar nur auf ganze Grad genau messen.

1. Wir sollten hier nicht Genauigkeit (englisch accuracy) and Präzision (precision) nicht miteinander vermischen.

2. Ich kann und will den Mythos, dass nur aktiv belüftete Strahlenschutzschilde brauchbare Temperaturmessergebnisse liefern, hier nicht befeuern. Es ist ein Mythos und Gerücht. Im Gegenteil kann eine aktive Belüftung durchaus zu einer Verfälschung der Messwerte führen. Allerdings ist ein geeigneter Schutzschild insbesondere bei Solarexposition des Temperatursensors sehr wohl wichtig. Aber zwangsbelüftet .... ???

Nicht umsonst nutzen diverse staatliche Instutionen in der WMO Hochleistungs-Passiv-Schilde wie den Barani MeteoShieldPro, den ich auch selbst besitze. Zugegebenermassen (relativ) teuer (ca. 230 EUR), aber ein Prachtstück, das so manchen aktiv belüfteten Schutzschild in den Schatten stellt. Es gibt dazu viele Messreihen, die auf entsprechenden Vergleiche basieren, und ein Davis FARS System (FARS = Fan spirated radiation Shield) bleibt hinter einem passiven MeteoShieldPro zurück. Mit Belüftung kann man andere Designmängel nur bedingt kompensieren und Barani hat eine exzellente passive Lösung entwickelt. Aber der (passive !) Davis 7714 Schild liefert auch ganz brauchbare, wenngleich nicht hochoptimale Ergebnisse.

Langer Rede kurzer Sinn - meiner Meinung nach sind die Messwerte der Ecowitt Wetterstationen, wenn richtig erhoben, durchaus auch für wissenschaftliche Projekte und Experimente verwendbar.

Und es gibt relativ einfache und kostengünstige Methoden (siehe Luftdruckbeispiel oben), eine Baseline für die entsprechenden Wetterbeobachtungen einzurichten (im Volksmund auch "Kalibrierung" genannt - Nachkorrektur wäre der bessere Begriff).

[LE-Wetter]

Wenn hier noch einmal klar definiert wird, welche Toleranzbereiche denn mit "möglichst genau" gemeint sind kann man vielleicht konkretere Vorschläge machen.
Vielleicht kann die TU hier auch Kontakt aufnehmen mit der FU in Berlin, die beschäftigen sich ja vom Ursprung her schon professionell mit dem Wetter

[spitzmaus]

Langer Rede kurzer Sinn - meiner Meinung nach sind die Messwerte der Ecowitt Wetterstationen, wenn richtig erhoben, durchaus auch für wissenschaftliche Projekte und Experimente verwendbar.

@Gyvate: Ich habe hier die Ausgangsfrage des Threaderstellers kommentiert, nicht Ecowitt Wetterstationen und deren Qualität. Ist das hier ein Ecowitt-Forum, wo die Geräte dieses Herstellers als sakrosankt gelten oder einfach ein Wetterstationsforum?

Mein Eindruck war, daß sich der Threadersteller möglicherweise noch nicht ausreichend Gedanken gemacht hat, was er mit seinem Forschungsprojekt für Aussagen gewinnen will und welche Genauigkeiten er dafür braucht. Erst, wenn man das weiß, kann man sich Gedanken über geeignete Wetterstationen machen. Darunter kann durchaus auch Ecowitt fallen, aber das hängt eben vom Anwendungsfall ab.

Und ich habe auch nur geschrieben, daß Zwangsbelüftung oder nicht einen deutlichen Unterschied ausmacht. Ob man das braucht und was besser ist, habe ich nicht geschrieben. Es ist ein Einflußfaktor, der in Bezug auf die Fragestellungen des Forschungsprojektes eine Rolle spielen könnte. Ob das tatsächlich der Fall ist, kann ich nicht wissen und ist auch nicht meine Baustelle.

[Gyvate]

@Gyvate: Ich habe hier die Ausgangsfrage des Threaderstellers kommentiert, nicht Ecowitt Wetterstationen und deren Qualität. Ist das hier ein Ecowitt-Forum, wo die Geräte dieses Herstellers als sakrosankt gelten oder einfach ein Wetterstationsforum?

nichts gilt hier als sakrosankt - Kritik ist immer zulässig und gern gesehen, wenn berechtigt. Und Fine Offset/Ecowitt Stationen und Geräte sind (zumindest für mich) kein Goldes Kalb, wenngleich ich sie für das Beste auf dem Markt im Consumersegment halte. Sie haben natürlich auch ihre Stärken und Schwächen.
Da aber in den beiden Antworten vor Deinem Post Ecowitt-Stationen vorgeschlgen wurden, liest sich Dein Kommentar durchaus an dieser Stelle nicht mehr unbedingt als allgemein an.

Wenn Du den Anfangstext des OP in Deinem Post zitiert hättest, wäre das m.M.n. eindeutiger gewesen - und ich hätte wahrscheinlich nichts oder ganz anders geantwortet.

Und mein Post solte auch keine Kritik an Dir sondern ebenfalls an der Sache sein.

Und natürlich, richtig, wäre eine mehr ins Detail gehende Beschreibung des Forschungsprojekts des OP hilfreich(er) gewesen. Aber bei dem geringen Budget reduziert sich andererseits die Antwort auf das Consumer-Segment und die dort vorhandene Produktauswahl, Bandbreite, Qualität und Vernetz- und Auswertbarkeit.

[dc3yc]

Noch ein Hinweis zum Bewölkungssensor: ich beschäftige mich unwissenschaftlich mit der Bewölkungsmessung. Dazu verwende ich einen mlx90614-infrarot-thermometer-Sensor von Melexis. Die Auswertung und Datenübertragung muss man aber dazu bauen. Das gibt es nicht fertig. Könnte aber zusammen mit den anderes Sensoren leicht außerhalb des Budgets werden. Bei Interesse bitte PM!

[Rolf]

Hallo in die Runde.
"500€-Forschungsprojekt" mit Sensoren aus dem "Ecowitt-Ökosystem":
Das passt!