Wetterstation: Sensoren

[jmoors]

Hallo alle,

wie schon in einem anderem Thread geschrieben, bekommen wir eine Solaranlage. Ich möchte parallel dazu eine Wetterstation anschaffen, aber selbst bei relativ teuren (>1300€) Wetterstationen sind die Angaben der Werte mit Toleranzen versehen, die mir als zahlenorientierten Menschen und Erbsenzähler die Haare zu Berge stehen lassen. Für einige Werte betragen die Toleranzen 8%, was ich unerträglich für eine genaue Erfassung von Daten finde. Wie seht ihr das? Gibt es bezahlbare Wetterstationen, die Angaben zu Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und IR-Strahlung mit 1% Toleranz liefern?
Einfach Daten aus dem Netz zu ziehen ist keine Lösung, da ich in einem schmalen Landstrich lebe, in dem das Wetter wesentlich anders ist als 10KM südlich oder 10KM nördlich.


VG, Jürgen

[oberallgeier]

Hallo Jürgen,
was für ne hübsche Aufgabe. Aber - aua - die Fragenstellung klingt mit dem "..1%.." nach hohem Anspruch auf Genauigkeit - da würde ich mal die geschätzten Gegebenheiten überdenken. (Und bitte! Nicht prügeln wegen der Oberlehrerhaftigkeit). UND - ich kenne als Amateur selber auch den Reiz solcher Aufgabenstellungen.

"..Angaben .. mit 1% Toleranz.." - ist das die zulässige Abweichung vom Ist-Wert oder die Bandbreite der Messung? Ich geh mal davon aus, dass hier ± 1% Abweichung vom zeitlich und örtlich tatsächlichen Wert gemeint ist. UND dass Dir der Unterschied zwischen Genauigkeit und Präzision (https://scilogs.spektrum.de/die-sankore-schriften/unterschied-zwischen-pr-zision-und-genauigkeit/) ebenso klar ist wie die Möglichkeit präzise Messergebnisse(Messreihen!!) durch Kalibrieren/Justieren in hohe Genauigkeit umzustricken.

Temperatur: an einem "normalem" Sommertag wie heute haben wir landstrichweise rund 300 K. Das sind also als zulässiges 1%-Messergebnis eine Bandbreite von 6K. Witziger-(bekannter-)weise sind das dann doch 6 ° Celsius. Das klingt nach viel, aber als Messaufgabe . . . (Stand hoher Technik bei Wettermessungen ca. ±0,1 °C)

Ich könnte das messwertweise weiterführen. So liegt z.B mein Schreibtisch auf 812 m NN - mit dem (theoretischen) Norm-Luftdruck von 928,64 hPa (= mbar). 1 % mehr Luftdruck (101% von 928,64 hPa) habe ich dann - wieder theoretisch - 729,5 m Höhe NN. Das wäre dann die Talsole über der ich wohne. Da wäre ich beim Fliegen mit meinem (barometrischen) Höhenmesser schon ange.....en 1).

Aussage: beim Wettergeschehen (nicht nur hier) ist eine Messtoleranz von 1 % schon ne anspruchsvolle Aufgabe. Nicht umsonst gibt es Stevenson-Hütten, Wetterhütte ... und, wirklich besser, moderne, belüftete Meßsensoren (aber..! (https://www.wetter-sempach.ch/index.php/ueber-uns/news-blog-2/7-messgenauigkeit)).

Und klar: gute Genauigkeit gibts eben nicht für lau.

Tip: Wetterhütte (selber bauen), Regenmesser natürlich entfernt davon (? als ne Art Krähennest - im Umkreis keine Überstände/Bäume/H(ochh)äuser/etc).

1) Fliegersprichwort (wegen der barometrischen Höhenmessung): vom Hoch ins Tief - gehts schief. Im Hoch(-druckgebiet) wähnt man sich 300 m über Grund - im Tief kanns dann bei gleichem Luftdruck schon mal zig Meter näher am Boden sein.

Viel Erfolg bei der Realisierung.

[jmoors]

Jetzt habe ich auch Zeit, mal zu Antworten!
Mein erster Post war ziemlich emotional aus der Enttäuschung heraus geschrieben. Was ich an Genauigkeit erwarte, hängt von der Messgröße ab:

- Temperatur: +/- 0,1° C
- Luftdruck: +/- 1 hPa
- Luftfeuchtigkeit: +/- 0,5%

Ist das so anspruchsvoll? Kaufe ich ein digitales Thermometer, zeigen diese eine Temperatur mit einem zehntel Grad an. Sind das nur Phantasiewerte? Der Luftdruck bewegt sich im Bereich von 980 hPa - 1020 hPa. Dort eine Abweichung von 5 hPa zu haben, finde ich extrem schlecht. Das sind 12,5% des relevanten Messbereiches! Die Luftfeuchtigkeit bewegt sich in meiner Gegend im Bereich von ca. 30% - 65%. Dort eine Abweichung von 1% zu haben, wäre eine Ungenauigkeit von rund 2,9%.


VG, Jürgen

[Rabenauge]

Kauf mal zwei dieser digitalen Thermometer- und häng sie nebeneinander....dann weisst du, wie es um die Genauigkeit bestellt ist.
Ich verwende in meinen Wetterstationen gerne den hier: https://learn.adafruit.com/adafruit-bmp280-barometric-pressure-plus-temperature-sensor-breakout/overview

Auch der ist _nicht_ superpräzise, aber mal ehrlich: nur in ganz seltenen Fällen braucht man wirklich ne absolute Angabe. Viel interessanter ist doch der Verlauf über die Zeit- und den liefert der BMP280 prächtig:

35828

Einen von betreibe ich tatsächlich im Freien (den auf dem Screenshot nicht), mit einem 3D-gedruckten Wetter"häuschen" drumherum hat der auch den letzten Winter auf 800m Höhe problemlos überstanden.

[jmoors]

Mir geht es darum, dass die Wetterstation bei 23°C nicht an einem Tag 24°C anzeigt und am nächsten Tag bei wiederum 23°C tatsächlicher Temperatur 22°C anzeigt. wenn eine konstante Abweichung da ist, kann ich damit leben, denn das kann man umrechnen, bzw. nachkalibrieren.

VG, Jürgen

[oberallgeier]

Mein erster Post war ziemlich emotional .. Was ich an Genauigkeit erwarte, hängt von der Messgröße ab .. Mir geht es darum .. wenn eine konstante Abweichung da ist, kann ich damit leben ..Die im DIY-Bereich gängigen Messmittel sind sicher genau genug. Probleme macht bestimmt die Messstelle. Das wollte ich in meinem Post ausdrücken.

An der Hauswand-West habe ich ein altes Thermometer mit einem drahtgebundenen Sensor und einem Quecksilber-Glasrohr. Selbst bei bedecktem Himmel und etwas windig zeigen die unterschiedliche Werte an, ca. ½ Grad bis mehrere Grad; vermutlich reflektiert das Quecksilberrohr Strahlungswärme weitgehend die von der leicht korrodierten Sensorpille des Drahtsensors aber aufgenommen wird. Mit ausgefahrener Markise sind nachmittags halbwegs glaubhafte Messwerte da, ohne Markise bestrahlt die Sonne den steinernen Terrassenboden und die Anzeige klettert sehr deutlich rauf - von beiden Systemen; Einfluss vermutlich die vom Boden aufsteigende Warmluft. Per Funk wird südseitig Temperatur und rel. Feucht gemessen. Hier ist der Einfluss des Terrassenbodens kaum da, weil der Sensor in ähnlicher Höhe an der Wand von einer breiten "Mauer" aus wildem Wein (südseitig, ca. 1 m vor der Wand) abgeschattet wird. Soweit leider langatmig zu Messstelleneinflüssen.

Das Ganze könnte weiter geführt werden.

Nur noch kurz: die weitgehend freistehende Sitzfläche an der Südseite ist ziemlich windstill (ausgenommen "Bergwind" der abends von Süden kommt), westlich (so ne Art große Loggia) ist es sehr oft teils sehr windig. usw usf. Daher mein Hinweis auf die Wetterhütte.

[Andre_S]

Hallo Jürgen,

wie hier schon geschrieben wurde, wird das Hauptproblem die Positionierung der einzelnen Sensoren sein.
Mal ausgenommen vom Regenmesser und Anemometer, bei denen man wirklich auf mehrere Dinge achten muss, sind die meisten Temperatursensoren vernünftiger Anlagen ausreichend und kalibrierbar.
Allein die Positionierung des Temperatursensors geschützt vor Wind, (trotz allem gut belüftet) ganztägig geschützt (übers ganze Jahr) vor direkter und absorbierter Sonneneinstrahlung oder Fremdwärme, (letzteres besonders Hauswände) geschützt vor Regen, aufsteigender Wärme und Feuchtigkeit usw. ist die Herausforderung.
Selbst eine Wetterhütte in guter Position muss mehr als ein Holzkästchen darstellen um dies bewerkstelligen zu können. Teilweise wird mit mehreren Sensoren gearbeitet um dies zu kompensieren. Nicht weniger aufwendig ist die Positionierung des Windmessers und sogar beim Regenmesser gibt es besonders bei mögl. Windböen einiges zu beachten.
Also ich denke auch, dass Du nicht unbedingt nach noch qualitativ höherwertigen Anlagen schauen musst ohne die Positionierung geklärt zu haben.
Mein aktueller Außensensor zeigt gerade 14,4 °C und die privaten Wetterstationen in meinem Umfeld liegen zw. 15 und 19°C und dies genau auf Grund der Positionierung…


Gruß André

[jmoors]

Um die Positionierung mache ich mir keine Sorge. Ich habe am Ende vom Garten, ca. 12m vom haus weg, Strom liegen und kann dort eine Wetterstation mit WLAN betreiben.