Umbau der Wetterstation

Änderungen an der Hardware der Wetterstation (Webcam, Empfänger für WS-Sensoren, Satempfänger, ...)
enager
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Umbau der Wetterstation

Beitragvon enager » 22.02.2022, 11:24

Hallo allerseits,

viele werden es schon bemerkt haben, dass derzeit ein großer Stationsumbau im Gange ist. Erst der Wechsel auf die Vantage Pro 2, jetzt Webcam und Satellitenempfang. Der Wechsel auf die Vantage Wetterstation ist so gut wie fertig. Hier wird es noch den Zubau von Erdtemperatur- und Erdfeuchtesensoren geben und eventuell ein UV-Sensor. Wobei dieser wirklich der letzte Sensor wäre, den ich mir anschaffen würde. Erdtemperatur und Erdfeuchte sind da viel interessanter. Gerade Erdfeuchte. Zeigt sie doch sehr schön, wie gut oder schlecht es Niederschlag ins Erdreich schafft. Für die umgebende Landwirtschaft sicher mit einer der interessantesten Sensortypen.

Webcam und Satellitenempfang sind derzeit offline. Diese werden umgebaut. Den Satellitenempfang wird zukünftig ein Raspberry Pi 4 übernehmen, welcher die neue AllSky-Webcam betreibt und sich entsprechend auf dem Dach befindet. Damit entfällt die Antennenleitung runter ins Haus. Die Antennenleitung ist damit auf ein Minimum gekürzt, womit auch die Leitungsverluste weg fallen. In Verbindung mit dem ohnehin vorhandenen "LNAforAll"-Antennenverstärker, dürfte sich damit maximaler Satellitenempfang einstellen.

Unter dem Begriff "AllSky" verbirgt sich eine Kamera, die durch ein extrem weitwinkliges Fischaugenobjektiv den gesamten Himmel im Blick hat. Da hierfür die neue Raspberry-Pi Kamera mit 12MP und einem deutlich lichtstärkeren Bildsensor zum Einsatz kommt, wird diese Kamera auch astronomisch relevante Ereignisse aufzeichnen und in klaren Nächten, ein tollen Sternenhimmel abbilden. Als Objektiv kommt ein C-Mount Objektiv mit 2,1mm Brennweite und 170° Blickfeld zum Einsatz.

Die konventionelle Webcam bleibt erhalten. Die Hardware wird allerdings auch hier aktualisiert. Hier kommt ebenfalls ein neuer Raspberry Pi 4 mit dem nicht mehr ganz so neuen PiCam V2 Kameramodul (8MP) zum Einsatz. Der Blickwinkel und Kameraausrichtung (gen Westen) bleiben erhalten. Da der Raspberry Pi 4 eine neue Softwarelösung zum Betrieb der Kameramodule mit bringt, wird diese neue Software auch genutzt. Erste Tests zeigen, das selbst beim älteren Kameramodul die Bildverarbeitung der nächtlichen Langzeitbelichtungen deutlich kürzer geworden ist, so dass mehr Bilder/Minute aufgezeichnet werden können. Während das neue Kameramodul der Standard-Webcam bis zu 10 Sekunden langzeitbelichten kann, schafft das neue Kameramodul der AllSky-Kamera sogar bis zu 100 Sekunden. Hier werde ich schauen, bis zu welcher Belichtungsdauer ich hoch gehe.

Auch auf der Netzwerkseite ändert sich einiges. Waren bisher teils gar noch 100Mbit Switche im Einsatz, so wurden diese gegen 2GBit Switche ausgetauscht. Auch die Netzwerkleitung hoch aufs Dach wurde gegen eine Cat7e Leitung ausgetauscht. Ziel ist es, das die beiden Pi 4 auf dem Dach lediglich von ihrer SD-Karte booten und danach ausschließlich auf der Netzwerkfreigabe eines dritten Pi 4 mit USB-Festplatte, arbeiten. Dieser dritte Pi 4 befindet sich im Haus und läuft allein mit der 1TB-USB-Festplatte. Da der Pi 4 inzwischen gänzlich ohne Vorarbeit ohne SD-Karte, direkt von USB-Medien booten kann, läuft hier das Raspbian-System auf der USB-Festplatte. Die beiden Pi 4 auf dem Dach legen ihre Webcambilder, sowie Satellitenaufzeichnungen auf der Dateifreigabe ab. Da der Pi 4 sehr leistungsfähig ist, dürfen die Pi 4 auf dem Dach sich auch mit der Erstellung von Zeitraffervideos beschäftigen. Zeitraffervideos wird es zukünftig von beiden Kameras im folgenden Format geben:

- Stundenvideos: zu jeder Stunde wird ein kurzer Rückblick der vergangenen 60 Minuten generiert
(Aufnahmeintervall: Tags 5 Bilder/Minute, Nachts 2-3 Bilder/Minute)
- Tagesvideos: der vergangene Tag als Zeitrafferrückblick
(Aufnahmeintervall: Tags 5 Bilder/Minute, Nachts 2-3 Bilder/Minute)
- Wochenvideos: die vergangene Woche im Rückblick, hier mit deutlich reduzierter Bildrate, so das dass Video nicht endlos lang wird
(Aufnahme im Minutentakt)
- Monatsvideos: Der vergangene Monat im Rückblick. Wie die Wochenvideos, allerdings mit nochmals reduzierter Bildrate
(Aufzeichnungsintervall: 1 Bild alle 5 Minuten)
- Jahresrückblick: Das vergangene Jahr im Zeitraffer
(Speicherintervall: 1 Bild alle 30 Minuten)

Ich denke, das dürfte sehr interessant werden. Gerade auf die AllkSky-Kamera bin ich sehr gespannt. Denn die bisherige Webcam liefert zwar schöne Bilder, schaut aber leider nicht immer dort hin, wo gerade das Unwetter entlang zieht. Da die beiden neuen Kameramodule ausreichend hoch aufgelöst sind (klassisch: 8MP - AllSky: 12MP) und die neuen Pi 4 Raspberrys gut Rechenleistung bieten, werden beide Webcams mind. 2k (2560x1440 Pixel) auflösen. Auch bin ich sehr gespannt auf den zukünftigen Satellitenempfang. Durch den Wegfall der ewig langen Antennenleitung, dürfte sich der Empfang nochmals erheblich verbessern.

Hoffen wir, dass die Sturm- und Regenzeit erst einmal vorbei ist, so dass ich mit dem Projekt weiter komme. Wenn die Sturmserien der letzten Tage und Wochen nicht gewesen wären, könnte das große Umbauprojekt bereits fertig sein.

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