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Hi zusammen,

Ich bastel wieder mal an "Projekt Wetterstation" (diesmal mit Raspberry Pi) und stehe - wieder einmal - vor dem Problem mit dem Regenmesser. Gängige Konzepte wie Löffelwage etc. habe ich bereits verworfen, das ist mir mechanisch zu kompliziert und zu anfällig. Also zurück zum guten alten Tropfenzähler.

Mehrere Prinzipien stehen zur Auswahl:

a) Der "Klassiker" (am häufigsten diskutiert): Goldelektroden und Schluß erfassen mittels FET - nur, wie leitfähig ist frisches Regenwasser überhaupt? Reicht das um einen FET zu triggern?

b) Elektrisches Element: Ein Stück Kupferdraht und ein Stück Zinkdraht her, beim durchfallen eines Tropfens entsteht ein elektrischer Impuls der gemessen werden kann - nur funktioniert das ohne Elektrolyte überhaupt gut genug, dass man den Impuls zuverlässig erfassen kann?

c) Optisch: Ein Wassertropfen im Strahlengang müsste sich trotz seiner durchsichtigkeit eigentlich nachhaltig auf einen optischen Sensor auswirken, sei es reflexiv oder break-beam. Da stellt sich nur die Frage: Wie das auswerten und in ein digital verarbeitbares Signal verwandeln. Schmitt-Trigger evtl?

d) Let's get crazy: Kapazitiv: Die Elektroden bilden eine Kapazität, die sich ändert, was theoretisch erfasst werden kann, was ich allerdings noch nie gemacht hab und spontan auch nicht wüsste wie.

So, und nu seid ihr dran: Hat schon mal jemand sowas gemacht und hat Erfahrung mit sowas, evtl. sogar ein paar Schaltplanideen?

Danke im Voraus - Ich weiss, ihr werdet mich nicht im Stich lassen!

--
Ich suche IMMER im Web, bevor ich Fragen poste. Hätte ich was gefunden, würde ich nicht fragen.

Meine Schaltungen entsprechen der G-M-12-Norm:

Ungefährlich bei Anwendung des gesunden Menschenverstandes eines halbwegs intelligenten 12-Jährigen

Hallo El Electrico,

auch hier könnte mein Fledermaus-Zähler - mit Lichtschranken statt den PIR-Sensoren - zum Einsatz kommen. Statt Rein-Raus-Flug könnten auf drei unabhängigen Kanälen (CTS, RTS und frei) Tropfen gezählt und aufgezeichnet werden (erfordert natürlich 3 CD 4093, nur jeweils ein Ausgang genutzt).
Ich würde die Empfänger der Lichtschranken in einem Winkel zum Lichtstrahl anordnen, damit über Brechung/Beugung Licht darauf fällt (damit geht der Ausgang der Lichtschranke bei jedem Tropfen "Low", müsste dann mit entsprechender Elektronik in ein "High"-Signal umgewandelt werden).

Artikel zum Zähler:
http://www.elv.de/topic/fledermaus-oder-personen-zaehler.html

Die Abbildungen zum Artikel (Schaltplan und weitere Infos) gibts bei mir: godiwaku(at)gmail.com

VG Walter

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» und stehe - wieder einmal - vor dem Problem mit dem Regenmesser. Gängige
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» Tropfenzähler.
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» überhaupt? Reicht das um einen FET zu triggern?
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» b) Elektrisches Element: Ein Stück Kupferdraht und ein Stück Zinkdraht her,
» beim durchfallen eines Tropfens entsteht ein elektrischer Impuls der
» gemessen werden kann - nur funktioniert das ohne Elektrolyte überhaupt gut
» genug, dass man den Impuls zuverlässig erfassen kann?
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» c) Optisch: Ein Wassertropfen im Strahlengang müsste sich trotz seiner
» durchsichtigkeit eigentlich nachhaltig auf einen optischen Sensor
» auswirken, sei es reflexiv oder break-beam. Da stellt sich nur die Frage:
» Wie das auswerten und in ein digital verarbeitbares Signal verwandeln.
» Schmitt-Trigger evtl?
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» d) Let's get crazy: Kapazitiv: Die Elektroden bilden eine Kapazität, die
» sich ändert, was theoretisch erfasst werden kann, was ich allerdings noch
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Akustisch hast du vergessen.

Tropfen auf ein Piezoplättchen fallen lassen, leicht schräg gestellt, damit der Tropfen abperlen kann und dann die Spannungssprünge auswerten, die das Piezoteil von sich gibt. Ich hab das nicht ausprobiert. Ist nur so eine Idee von mir.

Was willst du eigentlich "messen"? Wie stark es grade regnet oder die Niederschlagsmenge über der Zeit? Also x mm pro Tag, oder so. - In meiner Wetterstation im Garten werkelt schon seit einigen Jahren so'n Ding mit Waage. Selbst gebaut und mühsam kalibriert. Wenn man sich etwas Mühe gibt beim Basteln ist das nahezu wartungsfrei. Bloß ab und zu mal Verunreinigungen entfernen und Spinnen wegjagen, die das als Zuhause in Besitz genommen haben.

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» » überhaupt? Reicht das um einen FET zu triggern?
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» » beim durchfallen eines Tropfens entsteht ein elektrischer Impuls der
» » gemessen werden kann - nur funktioniert das ohne Elektrolyte überhaupt
» gut
» » genug, dass man den Impuls zuverlässig erfassen kann?
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» » c) Optisch: Ein Wassertropfen im Strahlengang müsste sich trotz seiner
» » durchsichtigkeit eigentlich nachhaltig auf einen optischen Sensor
» » auswirken, sei es reflexiv oder break-beam. Da stellt sich nur die
» Frage:
» » Wie das auswerten und in ein digital verarbeitbares Signal verwandeln.
» » Schmitt-Trigger evtl?
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» » d) Let's get crazy: Kapazitiv: Die Elektroden bilden eine Kapazität, die
» » sich ändert, was theoretisch erfasst werden kann, was ich allerdings
» noch
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» Akustisch hast du vergessen.
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» Tropfen auf ein Piezoplättchen fallen lassen, leicht schräg gestellt, damit
» der Tropfen abperlen kann und dann die Spannungssprünge auswerten, die das
» Piezoteil von sich gibt. Ich hab das nicht ausprobiert. Ist nur so eine
» Idee von mir.
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» Was willst du eigentlich "messen"? Wie stark es grade regnet oder die
» Niederschlagsmenge über der Zeit? Also x mm pro Tag, oder so. - In meiner
» Wetterstation im Garten werkelt schon seit einigen Jahren so'n Ding mit
» Waage. Selbst gebaut und mühsam kalibriert. Wenn man sich etwas Mühe gibt
» beim Basteln ist das nahezu wartungsfrei. Bloß ab und zu mal
» Verunreinigungen entfernen und Spinnen wegjagen, die das als Zuhause in
» Besitz genommen haben.

Ich habe darüber nochmal nachgedacht. Vielleicht braucht man das Piezoplättchen gar nicht mal schräg stellen. Wenn da Wasser drauf steht gilt ja das Gesetz: 'Je nasser umso platscht es'. Das Geräusch bzw. die abgegebene Spannung des Piezos ist dann möglicherweise besser auszuwerten.

Noch etwas. Damit ich nicht noch so ein Posting verfasse.
Man könnte auch einen platschselektiven Verstärker zur Auswertung nehmen damit nicht versehentlich das Getrampele darüberlaufender Insekten zur Auswertung gelangt.

Das ganze klingt jetzt vielleicht alles recht albern, ist aber durchaus ernst gemeint. Eine große Firma, die Kommunalfahrzeuge baut misst auf diese Art beispielsweise den Durchsatz von Streugut im Winter. Zu diesem Zweck ist hinter der Streuvorrichtung ein stabiler Draht angebracht, der die Geräusche des dagegen fliegenden Streuguts an einen Piezoaufnehmer weiterleitet. Wenn mehr Streugut herauskommt prasselt es schneller und man kann Massnahmen zur Reduzierung ergreifen. Warum sollte dies Prinzip nicht auch bei Regentropfen funktionieren. Also nicht die Reduzierung der Anzahl, nur das Registrieren meine ich.

» auch hier könnte mein Fledermaus-Zähler - mit Lichtschranken statt den
» PIR-Sensoren - zum Einsatz kommen.

Da Tropfen selten aufwärts fallen, braucht man auch nichts subtrahieren.
Da er einen Raspberry Pi benutzen will, bringen Statusleitungen der RS232 nix. Die Eingänge dürften festgelegt sein.
PIR Sensoren sind ebenfalls ungeeignet - was bleibt also noch von dem Fledermauszäler?

@El Electrico: Die Löffelwippe wäre für mich die optimale Lösung. Evtl aus einem fertigen Gerät von Conrads Grabbeltisch ausbauen.
Infusionsflaschen im Krankenhaus haben teilweise so einen Tropfenzähler dran. Ein Ring um die Tropfeinheit. Ob kapazitiv oder induktiv oder was sonst, weiß ich nicht.
Dritte Möglichkeit: Lichtschranke.
Ausprobieren, womit man einen durchfallenden Tropfen sauber und sicher detektieren kann.

hws

Funktioniert schon viele monate lang ...

---
Erweiternd, bzw. alternativ zu gasts Vorschlag: akkustisch.
Die Tropfen prasseln auf eine kleine Trommel bestimmter Größe.
Darunter ein Micro und Verstärker, zu einen Taktzähler.
Dabei kann das Wasser bequem seitlich abfließen,
bzw. für die Mengenbestimmung eingesammelt werden.
Beides im Zusammenhang dann als Regenmenge ausgeben.

---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» Was willst du eigentlich "messen"? Wie stark es grade regnet oder die
» Niederschlagsmenge über der Zeit? Also x mm pro Tag, oder so. - In meiner
» Wetterstation im Garten werkelt schon seit einigen Jahren so'n Ding mit
» Waage. Selbst gebaut und mühsam kalibriert. Wenn man sich etwas Mühe gibt
» beim Basteln ist das nahezu wartungsfrei. Bloß ab und zu mal
» Verunreinigungen entfernen und Spinnen wegjagen, die das als Zuhause in
» Besitz genommen haben.

Stimmt, akkustisch könnte man es auch machen, mit ner Glasplatte und nem passenden Kontaktmikrophon...

Mir geht es darum, einen klassischen Regenmengenmesser zu bauen - einen Niederschlagsmesser, auch Pluviometer, Ombrometer oder Hyetometer genannt- Also ein Messgerät für die absolute Niederschlagsmenge ohne Zeitabhängigkeit.

Da das ganze zusammen mit den anderen Sensoren auf's Dach soll, muss das ganze ziemlich Wartungfrei sein, ich bin nämlich nicht schwindelfrei. Auf's Dach soll es weil a) unser Garten stark verbaumt ist, und ich sonst den Regenmesser so etwa täglich reinigen, entblättern und entkäfern müsste, vom Spinnen verjagen ganz zu schweigen, und b) weil der Rest der Sensoren da rauf soll und ich keine Lust habe Kabel rauf UND wieder runter zu ziehen.

Trotzdem: Hast du Pläne von dem den du gebaut hast, und bist du bereit sie zu teilen?

--
Ich suche IMMER im Web, bevor ich Fragen poste. Hätte ich was gefunden, würde ich nicht fragen.

Meine Schaltungen entsprechen der G-M-12-Norm:

Ungefährlich bei Anwendung des gesunden Menschenverstandes eines halbwegs intelligenten 12-Jährigen

» @El Electrico: Die Löffelwippe wäre für mich die optimale Lösung.

Damit bist du in bester Gesellschaft, denn die Profis machen es auch alle so

» Evtl aus einem fertigen Gerät von Conrads Grabbeltisch ausbauen.

Da wirste pech haben, alles was bei Conrad auf dem Grabbeltisch landet funktioniert garantiert nach dem Tropfen-schließt-Stromkreis-Prinzip - Da hab ich das Bauprinzip nämlich her

» Infusionsflaschen im Krankenhaus haben teilweise so einen Tropfenzähler
» dran. Ein Ring um die Tropfeinheit. Ob kapazitiv oder induktiv oder was
» sonst, weiß ich nicht.
» Dritte Möglichkeit: Lichtschranke.
» Ausprobieren, womit man einen durchfallenden Tropfen sauber und sicher
» detektieren kann.

Die Idee mit der Infusionsflasche ist mir auch schon gekommen, nur haben die den Nachteil, dass sie Wegwerfartikel sind und nicht für den Dauerbetrieb gebaut. Ich kenne das aus meiner Aquaristenzeit - die werden schnell trübe und brüchig.

Allerdings werd ich wahrscheinlich in Richtung Lichtschranke gehen, denn so machen es die Profis auch - diesmal nicht die Regenmesserprofis sondern die Tropfenzählerprofis. Hab da an der Uni Darmstadt eine Doktorarbeit aufgetan, die interessant sein könnte, mal sehen ob ich da rankomm.

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» Erweiternd, bzw. alternativ zu gasts Vorschlag: akkustisch.
» Die Tropfen prasseln auf eine kleine Trommel bestimmter Größe.
» Darunter ein Micro und Verstärker, zu einen Taktzähler.
» Dabei kann das Wasser bequem seitlich abfließen,
» bzw. für die Mengenbestimmung eingesammelt werden.
» Beides im Zusammenhang dann als Regenmenge ausgeben.

Das mit der akustischen Erfassung, so spannend es auch ist, lassen wir glaub ich mal lieber in der Kategorie "exotisch-kurrios geht immer auch", denn ich wollte das eigentlich schon mit simpler Digitalelektronik abhandeln ohne auf Fourrieranalyse und Digitalfilter zurückzugreifen - da könnte ich auch gleich ein Laser-Distrometer bauen oder auf die (bisher noch unerwähnte) Wägetechnik zurückgreifen - man siehe dazu den einschlägigen Thread zur Bienenstockwaage

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Ich suche IMMER im Web, bevor ich Fragen poste. Hätte ich was gefunden, würde ich nicht fragen.

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» » @El Electrico: Die Löffelwippe wäre für mich die optimale Lösung.
»
» Damit bist du in bester Gesellschaft, denn die Profis machen es auch alle so

Ok, damit mißt man die Regenmenge, die nicht unbedingt mit der Tropenanzahl zusammenfallen muß. Der Grabbeltisch war tatsächlich nicht bei Conrad sondern bei "Nix wie Weg". Zur Not mal sehen, was von dem Ding noch in meiner Grabbelkiste liegt.

» Die Idee mit der Infusionsflasche ist mir auch schon gekommen, nur haben
» die den Nachteil, dass sie Wegwerfartikel sind und nicht für den
» Dauerbetrieb gebaut.

Du sollst ja nicht unbedingt die komplette Mechanik übernehmen, sondern das Prinzip. War eine Anregung. Prinzipiell würde ich immer noch die Löffelwippe überlegen. Danach die Lichtschranke und Tropfen zählen.

hws

» Du sollst ja nicht unbedingt die komplette Mechanik übernehmen, sondern das
» Prinzip. War eine Anregung. Prinzipiell würde ich immer noch die
» Löffelwippe überlegen. Danach die Lichtschranke und Tropfen zählen.
»
» hws

Das mit der Löffelwippe ist so ne Sache. Im Prinzip ist es die einfachste Lösung, denn das Kippen von dem Ding kann man eben sehr gut erfassen.

Die Probleme dabei sind allerdings auch nicht ohne:

a) kann ich so ein Ding symetrisch und präzise genug bauen, dass es (möglichst auch längerfristig) zuverlässig funktioniert? Elektronisch/Informatisch bin ich zwar ziemlich fit, aber als Feinmechaniker taug ich nu mal nur bedingt...

b) Da das Ding zwangsweise mit Wasser in Berührung kommt, kann ich das ganze korrosionsbeständig genug bauen?

c) da es zwangsläufig mechanisch ist: Wie erfasse ich am besten die Bewegung, ohne dabei Probleme wie Kontaktkorrosion, eingeklemmte Ohrenzwicker oder verstaubte Schalter fürchten zu müssen?

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» Das mit der Löffelwippe ist so ne Sache. Im Prinzip ist es die einfachste
» Lösung, denn das Kippen von dem Ding kann man eben sehr gut erfassen.
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» Die Probleme dabei sind allerdings auch nicht ohne:
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» a) kann ich so ein Ding symetrisch und präzise genug bauen, dass es
» (möglichst auch längerfristig) zuverlässig funktioniert?
» Elektronisch/Informatisch bin ich zwar ziemlich fit, aber als
» Feinmechaniker taug ich nu mal nur bedingt...
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» b) Da das Ding zwangsweise mit Wasser in Berührung kommt, kann ich das
» ganze korrosionsbeständig genug bauen?
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» c) da es zwangsläufig mechanisch ist: Wie erfasse ich am besten die
» Bewegung, ohne dabei Probleme wie Kontaktkorrosion, eingeklemmte
» Ohrenzwicker oder verstaubte Schalter fürchten zu müssen?

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Dann vergiss bitte auch nicht, dass die Tropfen unterschiedlich groß sein können.

Also, mit dieser Wippe und danach die "gesammelten" Tropfen zählen wollen,
ergibt so mit Sicherheit falsche Ergebnisse, bzw. Anzahl.
So wie... "gleichgerichtete Tropfen-"Menge"".

Daher die bereits vorgeschlagenen Piezo, bzw. akkustisch.
Ein Klack ist 1 Klack, egal, wie groß der Tropfen ist.
Die Wassermenge ist was anders,, ok, dann ja die Wippe,, aber nicht die Anzahl.
Ich dachte es (akkustisch) nicht als Einzellösung,
sondern als Teil eines kombinierten Regensensorsystems.

Kunststoff ist leicht, witterungsbeständige Sorten gibts auch.
Buntmetalle gingen; sonst, auf Stahl -> Nirosta, was aber sehr schwer zu verarbeiten geht.
Edelmetall, wie Platin will ich dir nicht antun, zu teuer.

Gerald
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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo,
klar das das technisch so funktioniert - aber wie korreliert das mit der Regenmenge, die ja wohl gemessen werden soll? Das gezeichnete Reservoir arbeitet als Integrator. Da müsste also zusätzlich die Füllhöhe des Reservoirs erfasst werden. Ist das so gedacht, dass kleine Regenmengen per Tropfenzähler erfasst werden, Wolkenbrüche dann per Füllstandshöhe?
Grüsse
Hartwig

@ hws

» PIR Sensoren sind ebenfalls ungeeignet - was bleibt also noch von dem
» Fledermauszäler?

Ich sage ganz klar:
» » mit Lichtschranken statt den PIR-Sensoren
»
» Da Tropfen selten aufwärts fallen, braucht man auch nichts subtrahieren.

Sage ich nicht: Nur einen Ausgang nutzen dafür 3 Kanäle unabhängig aufzeichnen können?

» [Löffelwippe]...
» Dann vergiss bitte auch nicht, dass die Tropfen unterschiedlich groß sein können.

Schon mal das Prinzip gesehen? Da werden keine Tropfen gezählt!
Regen aus einem Trichter gesammelt fließt in einen Löffel. Ist der voll genug, bekommt er Übergewicht und kippt um. Damit kommt die andere Seite hoch und der Regen fließt nun in den zweiten Löffel.

» Also, mit dieser Wippe und danach die "gesammelten" Tropfen zählen wollen,
» ergibt so mit Sicherheit falsche Ergebnisse, bzw. Anzahl.

Es werden die "gefüllten Löffel" gezählt, Tropfen gibt es nicht.
Siehe hier (mit Animation)
http://dk0te.dhbw-ravensburg.de/studienarbeit-regenmesser/studienarbeit-regenwippe.html

» Edelmetall, wie Platin will ich dir nicht antun, zu teuer.

Da wird üblicherweise Kunststoff Spritzguß verwendet.

hws