Im ersten Beitrag hatte ich ja über unsere Wetterstation und die damit Verbundenen „Eich-“ und Korrekturprozeduren geschrieben. Offen geblieben war das Thema Außentemperatur.

Das Problem ist, dass der Strahlungsschutz der Fineoffset WH3080 nicht viel taugt. Dies liest man über die WH1080, die den selben Strahlungsschutz hat. Für diejenigen, die sich fragen was ein Strahlungsschutz sei: Ein Strahlungsschutz sorgt dafür, dass ein Thermometer wirklich nur von der Lufttemperatur beeinflusst wird. Der Thermometer darf nicht von Sonneneinstrahlung auf das Thermometergehäuse erwärmt werden kann und damit zu hohe Werte anzeigt. Im Originalzustand kann dieser Effekt bei der WH3080 durchaus 5k und mehr betragen. Die Konstruktion ist im Originalzustand so:

Oben sitzt das mit Plexiglas überzogene Modul, das die Sensoren für UV Index und solare Einstrahlung enthält. Und hier sitzt auch die Solarzelle, die den Akku der Außenstation lädt. Folglich muss das Ding zentral in die Sonne und nach Süden zeigen. Direkt darunter sitzt in einem kleinen Strahlungsschutz die Sensorik für die Außentemperatur und die Luftfeuchte.

Diese Konstruktion hat zwei Nachteile:
1. Der Thermometer kann nicht in einen Schattenbereich verlegt werden – sonst sind ja die Sensoren für UV und Einstrahlung wertlos. Und die Kabel sind hier arg kurz (sonst sind sie ja eher arg lang).
2. Das Solarmodul fängt über seine Fläche Energie ein und über die Gehäuseverbindung geht das direkt auf den Thermometer über.

Wie also raus aus dem Problem? – Wir bauen uns einen weißen Holzkasten. Dabei habe ich mich von einem Ansatz im awekas Forum inspririeren lassen (http://www.awekas.at/for2/index.php?page=Thread&threadID=12453).
16mm Fichtenholz und Farbe fand sich noch im Keller. Damit habe ich folgenden Kasten „übergestülpt“. Die Maße sind ca. 20x20cm für die Grundfläche und ca. 30cm Höhe.

Es ist übrigens wichtig, dass man das Solarmodul vom Thermometer/Feuchtemodul trennt. Darüber hinaus bildet sich unter dem Dach des Kastens eine warme Luftschicht. Der Thermometer sollte also nicht direkt unter dem Dach sitzen.

Mit dieser Adaption scheint der Strahlungsschutz ausreichend zu funktionieren. Vergleichsmessungen zur Temperatur im Schatten hinter dem Haus in ca. 1,5m Höhe und ca. 2 Meter von der Hauswand entfernt haben eine Differenz von unter 1 Grad ergeben. Das dürfte im Rahmen der Messgenauigkeit und Vergleichbarkeit der Werte an den unterschiedlichen Positionen ein gutes Ergebnis sein.
Die Werte passen jetzt auch gut zu den unter awekas.at, netatmo und wunderground.com einsehbaren benachbarten privaten Wetterstationen.

A propos netatmo: Könnte es sein, dass netatmo bei der installed base auf ihrer Community Karte irgendwie flunkert? – Einige zumindest merkwürdige Indizen schreibe ich im folgenden Beitrag zusammen.

… haben wir ja nun und die Messwerte sind über die Homepage abrufbar.

Eigentlich kam es eher kollateral dazu. Es soll eine Terassenüberdachung mit Markisen her und dazu entsteht gerade eine Steuerung auf Basis eines Raspberry Pi (dazu gibt’s später mal einen Beitrag).
Dann kam der Wunsch der Chefin dazu, dass die Markisen bitte wetterabhängig reagieren sollen und das wäre ja auch für die bestehenden elektrischen Rolladen schön. Ein kurzer Blick auf die kommerziellen Steuerlösungen der bekannten Marken endete in (meiner 🙂 ) Erkenntnis, dass ich das doch selbst besser könnte.
Das Ergebnis ist eine Wetterstation Marke Fineoffset Typ WH3080. Das ist sicher nicht das ultimative Qualitätsprodukt, bietet aber für den Preis erstaunlich viel. Für 80€ plus Versand war die aktuelle 866 Mhz Version 1-2-3 meins. Und für ein paar Umweltdaten für eine Markisensteuerung sollte es ja in jedem Fall reichen. Doch dann packte mich der Ehrgeiz doch ernsthafte Werte zu bekommen…

Diese Wetterstation habe ich mittels eines weiteren Raspberry Pi per WLAN ins Heimnetz eingebunden. Und dieser Pi baut alle 5 Minuten auch die Webseiten, die Ihr über die Homepage einsehen könnt. Nähere Infos über die verwendete SW ist auf der Wetterseite.
So ganz „out of the box“ hat das Ganze dann nicht funktioniert. Erste Erkenntnis: Der Drucksensor als auch der UV Sensor und auch der Sensor für die solare Einstrahlung mussten merklich umkalibiert werden und die in der Wetterstation implementierte Umrechnung von Lux auf Watt pro Quadratmeter ist plump gesagt einfach Unfug. Und auch die Außentemperatur ist ohne Änderungen problematisch. Diese Probleme habe ich wie im Folgenden beschreiben korrigiert (und alle, die da lieber nicht die Details lesen wollen, hören hier besser auf).

Drucksensor: Für den Drucksensor kann man in weewx (das ist die Software für die Wetterstation auf dem Pi) in der weewx.conf (siehe Wetterseite) einen Offset angeben. Ich habe hier 2,37hPa eingestellt:
pressure_offset = 2.37
Den Wert habe ich über einen Datenabgleich mit Nachbarstationen über awekas.at ermittelt. Im Mittel über ein paar Tage müssen die Wetterstationen im Umkreis einiger 10 Kilometer ja die selben Werte liefern, da die Wettereffekte sich hier ausmitteln sollten. Mit der Korrektur bin ich bei stabilen Wetterlagen auf wenige Zehntel-hPa an den lokalen offiziellen Wetterstationen wie die des Nürnberger Flughafens dran.
Für die Anzeige auf der Konsole kann man übrigens per weewx Konfigurationstools oder mit Hilfe der mitgelieferten SW einen Offset auf den Druck einstellen. Dann stimmen hier die Anzeigen in weewx als auch auf der Konsole.

UV Sensor: Der liegt ordentlich zu hoch. Auch hier hat der Vergleich mit den Nachbarstationen geholfen als auch ein Abgleich mit den offiziellen UV-Index Prognosen des Deutschen Wetterdienstes sowie insbesondere die Daten des Solaren UV Monitoring Netzwerks (www.suvmonet.de). Am Ende habe ich die Werte mit 1/2 skaliert (wiederum weewx.conf) und nun passen die Werte zusammen. Leider kommt der UV Index als Integer-Wert per USB. Damit ist eine nachträgliche Korrektur leider nur grob möglich:
[StdCalibrate]
# This section can adjust data using calibration expressions.

[[Corrections]]
UV = UV / 2.0

Solare Einstrahlung: Nun noch die solare Einstrahlung. Offenbar gibt die Wetterstation die Einstrahlung in Lux vernünftig an. Stellt man an der mitgelieferten Konsole aber auf Watt pro Quadratmeter um, kommt nur noch Unsinn heraus. An einem sehr sonnigen Julitag kam maximal ca. 120W/m^2 heraus. Das kann nicht sein – da fehlt ca. ein Faktor 10. Also habe ich etwas recherchiert und habe über Wikipedia ein Paper der Uni Princeton gefunden, in dem eine Skalierung von 93 Lumen pro Watt herauskommt (wobei das aber auch auf der Spektrum bzw die Bewölkung und andere Umwelteffekte ankommt). Den Wert habe ich im USB Treiber von weewx eingebaut.
Zur Info: Die Station berichtet per USB in Lux und offenbar hat der Treiberautor den Umrechnungsfaktor der Firmware der Station nachgebildet. Somit gab es per weewx wie Konsole der Wetterstation identischen Unfug.
Mit dem Umrechnungsfaktor von 93 Lumen/Watt klappt es jetzt wunderbar. Die Werte passen zur Umgebung und zu den zu erwartenden Literaturwerten. Diese Details zur Korrektur habe ich dann auch in die weewx User Group gepostet:

I looked into this and I guess the solution is an errorneous conversion within fousb.py

The WH3080 delivers the values in lux. In the driver code in fousb.py the conversion is coded the following way:
'radiation' : ('illuminance', 0.001464), # lux, weewx wants W/m^2

Whereas the comment is correct, the conversion factor seems wrong. Sunlight has an efficacy of 93 Lumens per Watt (source Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Sunlight).

Thus I changed to code to:
'radiation' : ('illuminance', 0.01075), # lux, weewx wants W/m^2
With this change, the solar radiation is within a 5 percent deviation to a neighbouring Vantage weather station.

As an addition, it seems that the same errorneous conversion factor is used in the WH3080 display itself. The displayed values in lux are correct. The values for Watt per square-meter are in the same way wrong as with the initial fousb code. So I guess that the original author somehow made the values in weewx fit to the values displayed. That might have been the mistake.

Außentemperatur: Letzter (aktuell bekannter 🙂 ) zu korrigierender Effekt ist die Außentemperatur. Der Sensor hat zwar einen Strahlungsschutz, aber dessen Effektivität ist mehr als zweifelhaft, wenn der Wind nicht gerade ausreichend bläst. Hier bin ich gerade dran und die heutigen Ergebnisse sind ermutigend. Details werden folgen …

P.S.: Bisher hatte ich keine Probleme mit der Funkübertragung. Die neue Version hat statt 433 MHz eine 868 MHz Sender/Empfangskombination. Das scheint robuster zu laufen, wenn man den kursierenden Kommentaren zur den Empfangsproblemen mit 433MHz glauben darf.

Ich konnte bisher auch keine USB Probleme (Lockups) beobachten, die über die WH3080 und 1080 berichtet werden. Eventuell ist hier auch die neuere HW Revision die Lösung.

P.P.S.: Die beschriebenen Probleme findet man durchaus öfters im Netz über die FineOffset Wetterstationen. Es wäre für die Herstellerfirma nicht arg schwer, hier etwas zu tun.
Thus: @ FineOffset in Shenzhen, please feel free to drop a comment or provide some firmware updates. There are quite an amount of reports on systematic errors with temperature, UV, Solar, barometer. Bugfixes are possible. The community feels you should react. Mailing you does not seem to be successful 😉

Jetzt haben wir einen Blog. Die WordPress Installation scheint grob zu passen. Also los. Mal schauen, was wir hier so hinschreiben werden. Und vor allem, ob das jemand liest 😉