Die Erste, die nun in Betrieb geht, ist ein Adapter für DS18x20-Temperatursensoren. Keine wirkliche Neuentwicklung, das PCB soll lediglich einen Aufbau auf Steckbrett ersetzen und ergänzen, welcher schon seit Jahren in Betrieb ist. Der Aufbau ist recht einfach: Die Sensoren werden zusammen mit einem Pullup direkt an den Controller geheftet. Dazu ein MAX232 um die serielle Schnittstelle (ggf. über USB-Adapter) an den PC zu bekommen und der übliche Kram wie Quarz, Stromversorgung, …

Als Controller dient ein ATMega8 – eigentlich überdimensioniert, aber davon hab ich die Schublade voll. Es sind 6 1-Wire Busse vorbereitet, jeder drüfte mit CAT5-Kabel etwa 50m problemlos überbrücken können. Insgesamt sollten mehr als 500 Sensoren technisch kein Problem sein, mit geringeren Pullup-Wiederständen oder direkt einem aktivem Pullup sollten auch Längen von über 500m und über 1000 Sensoren machbar sein.

Die Software ist eine Adaption des Codes von Martin Thomas. Am PC wird das ganze durch ein PHP-Script geparsed und per RRDtool in die bekannten Diagramme umgewandelt.

Mein momentaner Aufbau besteht dabei aus 4 Bussen mit insgesamt 9 Sensoren.

(Hinweise: Zusätzlicher Kondensator am Eingang und Bastelei am RS232 da ich kein passendes Kabel da hatte)

Über Nacht habe ich mich nochmal am Außensensor meiner Wetterstation probiert. Den hatte ich vor einigen Monaten in die Ecke gelegt, da die meisten Sensoren irgendwie nicht so wollten wie ich und mir die Lust vergangen war. Nun weiß ich auch warum: Ein Kabel war gebrochen… Der Sensor hat über Nacht einige Änderungen abbekommen und klebt nun im funktionellen Plastikgehäuse zum Test im Freien.

Kleiner Überblick über die Hardware:

• AVR ATMega8L
• SHT71, digitaler Feuchte-/Temperatursensor, ±3.0 %rF, ±0.4°C
• MPX4115A, analoger Drucksensor, über OpAmp am ADC
• Conrad “Regensensor”
• RF02, Funkmodul
• Stromversorgung: 7805 (µCs), TS317 (1,5V Regensensor)

Funktionen:

• Normalbetrieb: Messwerte alle 90 Sekunden senden
• SHT71/MPX4115A: Werte werden bei Bedarf ausgelesen
• Regensensor: Interruptgesteuert
• Debug-Jumper: Sendeintervall auf 5 Sekunden verkürzen
• RS232-Schnittstelle zum debuggen

Am Stromverbrauch ließe sich noch etwas machen – momentan werden keine Sleep-Modi der µCs verwendet und auf die eigene Elektronik des Regensensors könnte man auch verzichten. Da der Verbrauch aber nur knapp über dem Leerlaufverbrauch des Netzteils liegt ist das für mich erst mal uninteressant.

Bisher ist noch kein Datensatz ohne Bitfehler angekommen, könnte aber daran liegen, dass der Empfänger noch auf meinem Basteltisch unter Tonnen von Kabeln begraben ist. An der endgültigen Position sollte der Empfang deutlich besser sein. Dank Fehlerkorrektur vermeldet das System trotzdem soeben folgendes:

RX DONE
Data: #####T 359 H 6965 P 849 R 10 C 6409#||

Oder grob übersetzt:

Temperatur
3,59°C (/100)

Luftfeuchte
69,65% (/100)

Luftdruck NN
1004,45 hPa
(((((Vss/1023*ADC)/(R2/R1+1))+Vref)/5+0,095*1111,11*Fkorr)/(1-((0,0065*h)/288,15)^5,255)) [sic!]

Regen:
45mm/m² (Ticks * 4,5mm/m², reset bei 100 Ticks)

Der letzte Wert ist eine einfache Prüfsumme (XOR)

Jetzt muss es nurnoch für einen Test regnen – die Gießkanne ist noch zugefroren…

–EDIT–

Zu früh gefreut… MESSFEHLER_T2 oder auch SHT71 ausgefallen. Scheint, als ob das Kabel noch immer Probleme macht…

Zum einen habe ich den schwachen Dollar etwas ausgenutzt und meinem Server noch ein paar Festplatten spendiert. Neben dem bisherigem Terrabyte für die Daten (4x250GB, SATA-1, RAID 5 = effektiv 750GB) gesellen sich jetzt 2 weitere Terrabytechen ins Gehäuse (4x500GB, SATA-2, Controller PCI-X 64Bit, RAID 5 = effektiv 1,5TB) und erhöhen damit die Kapazität aller 13 Festplatten auf physikalische 3,1TB. OK, irgendwie muss ich noch einen Lüfter dabeizaubern – bei Volllast kratze ich an der 40°C-Marke. Zwar sind die Platten laut Datenblatt bis 60°C ausgelegt, aber man muss ja nichts riskieren.

Nächster Punkt ist mein zusätzliches “Brandmeldesystem”. Zwar fehlt immernoch die endgültige Platine der Zentraleinheit, aber inzwischen hängen meine Rauchmeldeeinheiten in den Räumen, können lokal im Bandfall einen akustischen Alarm geben und liefern bereits Temperaturmesswerte an meinen Server, der fleißig Diagramme zeichnet. Die Stromversorgung läuft über ein überwachtes Schaltnetzteil, ist mit mehreren dezentralen Bleiakkus gepuffert, jeder Sensor hat eine separat abgesicherte Leitung und alle Sensoren werden (wenn die Zentraleinheit läuft) ständig auf korrekte Funktion überwacht.

Zwischendurch hat sich dann noch meine Workstation zu Wort gemeldet – ein RAID1 schützt vielleicht vor Festplattenausfällen, aber gegen Probleme des Dateisystems (ext3) ist auch das machtlos. 4 Stunden später lief ein neues Gentoo auf dem System und dank den letzten Updates klappt trotz 64Bit jetzt sogar Flash. UT ist natürlich auch drauf ;)

Meine Wetterstation närt sich langsam wieder einem funktionsfähigem Zustand – inzwischen konnte ich die Fehlfunktionen auf einen kaputten Sensor zurückführen. Zusammen mit dem Funksender können so jetzt wieder Temperatur und Luftfeuchte ermittelt werden. Auch der Luftdrucksensor müsste funktionieren, ist aber noch nicht kalibriert. Der Regensensor ist hardwareseitig auch fertig, hier fehlt noch eine passende Ergänzung Software. Gänzlich fehlen meine letzten Wunschsensoren für Wind und Sonnenenergie, die danach irgendwann mal in Angriff genommen werden.

Bei iSys bin ich noch nicht weiter. Zwar schau ich mir zwischendurch immer mal wieder einzelne Softwareteile an, aber auch hier warte ich noch auf meine Platinenbestellung, denn Softwaretest auf dem Steckbrett sind recht aufwändig.

Ansonsten herrscht das übliche Weihnachtsgeraffel – Geschenke organisieren etc. Nebenbei noch Zertifikate erneuern (ja, ich weiß, der IMAP-Server fehlt noch) und packen müsste ich natürlich auch noch…

a) Heute Zeigte mein Außensensor das erste mal für diesen Winter weniger als 0°C an

b) Neujahr wurde um eine Sekunde verlegt

Als kurzer Überblick über die neuen Bilder:

• Ausflug Phantasialand (hier fehlt noch einiges)
• In Extremo Trier (fehlt auch noch was)
• Fest der 1000. Lichter (kommen möglicherweise auch noch welche)
• SPD-Fest Eckerstraße
• Sommerfest der Pellenzböcke
• 5 Blumenbilder

Eigentlich war ein Regenmesser für mein Wettersystem noch kein Thema – Eigenbau zu komplex und brauchbare Sensoren schienen auf den ersten Blick zu teuer. Vor einigen Tagen fand ich jedoch im Beiblatt des neuen Conrad-Kataloges ein Standalone-Gerät für 10 Euronen. Als ich die Packung sah war ich doch etwas überrascht – so groß hatte ich mir den Apparat dann doch nicht vorgestellt. Im inneren die übliche Mechanik: Über den Trichter fällt das Wasser auf eine Wippe, welche bei einer bestimmten Menge auf die andere Seite kippt. Auf dem Bild sieht man in der Mitte auf der hinteren Seite einen Metallpunkt – hierbei handelt es sich um einen Magneten, über welchen die im Plastikgehäuse versenkte Elektronik Veränderungen feststellt. Die Berechnung scheint nicht all zu schwer zu sein: Ein einmaliges Kippen bedeutet 0,4mm/m² mehr, das zweite Kippen sind 0,5mm/m² mehr – dieses Muster wiederholt sich dann, welche Kipprichtung anfängt wird dabei nicht berücksichtigt. Der Teil mit der Elektronik ist mit 4 Clips im Gehäuse verkeilt und kann wie es scheint mit etwas Fingerspitzengefühl (oder etwas mehr Gewalt) über Vorderseite abgenommen werden – das muss aber noch ein paar Tage warten, erst möchte ich ein paar Werte der Originalausführung sehen.

Da tuxgraphics die interne 1,1V-Referenz ihres ATMega88 nutzen musste ich etwas dran drehen, denn ich habe bei meinem ATMega8 nur die Wahl zwischen 2,56V oder 5V – da letztere nach einigen Berichten stabiler wäre kommen also +5V als Referenzspannung zum Einsatz.

Wirklich verstehen tue ich die Schaltung zwar nicht, aber ich denke, dass das ganze so einigermaßen stimmt – für die letzten 18 Stunden hatte ich auf jeden Fall den selben Luftdruckverlauf wie eine angrenzende Wetterstation. Werde das Ganze noch einige Zeit weiter beobachten.

Hier der ADC-Relevante Teil meiner Schaltung:

OpAmp und MPX4115A an ATMega8

Die Formeln sehen momentan so aus:

$r1=100;
$r2=11;
$vcc=4.93;
$ref=3.82;
$offset=-2; //Druck Differenz zu NN und Messfehler
//$adc=Messwert

$vin=($ref+($vcc/1023*$adc/($r1/$r2+1)));
$hpa=($vin/$vcc+0.095)*1111.11+$offset;

Jetzt muss ich nurnoch einen passenden Standort für das Gebilde finden – Werte von meinem Schreibtisch nutzen mir nicht all zu viel. Zwar habe ich bereits einen Temperatursensor außen, aber der Befindet sich auf der Südseite des Hauses, was man deutlich an den Temperatur-Peaks gegen 11-12h sehen kann. Naja, bei einer nötigen Datenrate von 8 Byte pro Sekunde sollte die Buslänge schonmal kein Problem darstellen.