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Da es keine wirklich brauchbaren Wetterstationen im Z-Wave Bereich gibt, griff er zum Lötkolben sowie einem Z-UNO und baute eben selbst eine Wetterstation. Hier ist seine Bauanleitung. Ein Gastbeitrag von Markus Dietinger.

Z-Wave Wetterstation DIY

Ich war relativ lange auf der Suche für eine Wetterstation welche ich mit meiner Fibaro HC2 integrieren konnte.
Die am Markt erhältlichen Stationen konnten mich alle miteinander nicht überzeugen.

Sei es die Netatmo Station, welche ich selbst betrieben habe oder auch Z-Weather.

Netatmo ist relativ einfach zu installieren und betreiben sollte auch ausreichend genau sein, aber die Sensor Lösung lässt keine rechte Freude aufkommen.

Der Temperatur und Feuchtesensor ist in einem Aluminiumghäuse mit unzureichender Lüftung.

Dadurch gibt es eine starke Eigenerwärmung und ziemliche Trägheit des Systemes.
Weiters konnte ich Luftfeuchtunterschiede >10% zwischen den Sensoren am gleichen Standort feststellen.

Der Windsensor mit Ultraschall hatte immer wieder Windspitzen > 100km/h ohne merklichen Wind.
Der grösste Nachteil war das die Messwerte immer 15 Minuten verzögert waren. (Batteriebetrieben/Kompromiss)

Zum Z-Weather habe ich einige Berichte gelesen dass es Probleme mit der Solarstromversorgung gibt und das aus Stromspargründen die Übertragung äußerst selten ist.

Der Plan:

Ich hatte schon einige Zeit einen Z-Uno herumliegen, welchen ich für mein Projekt verwenden wollte. https://z-uno.z-wave.me/
Meine Komponenten sind eher im Hochpreissegment angesiedelt, aber haben auch eine hohe Genauig- und Zuverlässigkeit.

Weiter wollte ich hochwertige Komponenten verwenden:

Im Internet konnte ich einige Beispiele finden in welchem HYT939, BH1750 und die Daviskomponenten an einen Arduino angeschlossen wurden.

Eine gute Seite ist zum Beispiel cactus.io.
Gut sind auch die Diversen Beispiele auf Z-Uno -> hier.
Eine relativ kostengünstige Lösung für Innensensoren mittels Z-Uno findet sich hier.

Die Umsetzung:

Warnung!
Bitte nur Nachbauen wenn ihr ein Grundverständnis in Elektronik habt und mit der Arduino Programierumgebung umgehen könnt. Grundlegende Programmierfähigkeiten sind auch notwendig. Ich habe die Lösung nach Bestem Wissen und Gewissen dokumentiert und kann nur begrenzt Support geben.

Zuerst habe ich die ganze Lösung auf einem Breadboard aufgebaut und getestet, diesen Schritt habe ich nicht als Foto dokumentiert.

Danach wurde die Schaltung auf einer Lochrasterplatine aufgebaut.
Die Transistoren im Bild sind schlussendlich ohne Funktion geblieben. (Bitte ignorieren)

Der Z-UNO wird von einem 5V Netztteil ständig mit Spannung betrieben.

Dadurch konnte ich die Updateintervalle bei einer Minute programieren und brauchte keine besonderen Vorkehrungen bezüglich Stromverbrauch und Akkubetrieb machen.

 

Mittels Blockklemmen und RJ11 Buchsen konnte die Schaltung ohne zuviel an Lötarbeiten fertiggestellt werden.
Die RJ11 Buchsen erlauben einen relativ einfachen Sensortausch ohne jedes Mal die Schaltung angreifen zu müssen.

Wind und Regensensor kommen mit RJ11 Stecker und brauchen nur noch angesteckt werden. HY939 und BH1750 müsst ihr noch an ein RJ11 Kabel anschliesen.

Die Schaltung:

Der I2C Bus muss mit Pullup Widerständen auf 3,3V Hochgezogen werden.

An die Pulseingänge für Regen und Windsensor müssen noch Glättkondensatoren geschalten werden um ein Prellen der Kontakte zu verhindern.

Der Regensensor:

Das Kabel am vorgesehenen RJ11 Port anstecken.
Pro Wippenschlag werden 0,2mm Regen gemessen.
Bei leichtem Regen können einige Minuten vergehen bis der Sensor den Regen weitermeldet(0,2mm).

Der Windsensor:

Den Windsensor am Besten an einem Mast installieren welche das höchste Bauwerk überragt.
Die Windfahne muss auch nach Norden ausgerichtet werden. Ich überrage mein Dach um 2 Meter. (Div. Wetterseiten schlagen eine Masthöhe von 10 Meter vor).
Das Kabel wie gehabt an den entsprechenden RJ11 Buchse anhängen.

 

Der Temperatur und Lichtsensor:

Ich habe den HYT939 in eine Dostmann Strahlungsschutz eingebaut und zusätzlich noch einen Ventilator eingebaut.

Dadurch sollte der Sensor in direkter Sonne sich nicht selbst aufheizen.

Erste Tests zeigen dass direkte Sonne die Temperatur trotzdem um 1-2° steigen lässt. Da werde ich in Zukunft noch am Design arbeiten müssen.

Den Lichtsensor habe ich unter einer Glaskugel untergebracht. (Weihnachtsartikel)

Für den Lichtsensor ist auch noch etwas an Programmänderung in Zukunft geplant, da max. 400W angezeigt werden können.

 

 

Erfahrungen:

Die Wetterstation läuft nun schon 3 Monate ohne größere Probleme.

Genauigkeit von Wind und Regensensor sollten sehr hoch sein da Davis Qualitätskomponenten verwendet wurde.

Temperatur und Feuchtigkeit sind auf Grund des verwendeten HYT939 äußerst genau und sprechen auf jede noch so kleine Änderung sofort an.

Wie schon ausgeführt werde ich in Zukunft das Gehäuse Design überarbeiten um auch in direkter Sonne genaue Werte zu bekommen. (Trotzdem um Lichtjahre besser als Netatmo).

Kittlist:

BezeichnungStückPreisTOTAL  
DELOCK 4 Port Gehäuse12.392.39Auf Amazon finden
DELOCK RJ 1245.2320.92Auf Amazon finden
LSA Anlegewerkzeug15.035.03Auf Amazon finden
Z-UNO157.9157.91Auf Amazon finden
HYT939133.2333.23Auf Amazon finden
BH175015.995.99Auf Amazon finden
DAVIS Regenmesser Unterteil141.9941.99Auf Amazon finden
Davis Regenauffangbehälter136.9936.99Auf Amazon finden
Davis Aneometer1169.99169.99Auf Amazon finden
RJ11 Zange/Stecker110.910.9Auf Amazon finden
TFA Dostmann Schutzhülle113.6113.61Auf Amazon finden
Widerstand 2k2 (2 Stück)16.596.59Auf Amazon finden
Kondensator 100nF (2 Stück)12.522.52Auf Amazon finden
Netzteil18.888.88Auf Amazon finden
Lüfter16.596.59Auf Amazon finden
Leiterplatte16.196.19Auf Amazon finden
Gehäuse114.914.9Auf Amazon finden
444.62

 

Z-UNO CODE:

Vorschau 2.Teil:

  • Virtuelles Device
  • Nextion Display zur Anzeige
  • Integration mit Wunderground
  • Integration mit EmonCMS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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mdietinger

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