RS.51 Reinhardt Globalstrahlungssensor GSS485
Heute (03.10.2016) wurde der Testbetrieb des Globalstrahlungssensors GSS485 von Reinhardt System und Messelektronic GmbH gestartet. Nachdem ich in den letzten 2 Tagen die Montage am Sensor-Ausleger, die Kabel-Verlegung sowie die signaltechnische Kopplung an mein IP-Symcon vorbereitet hatte, läuft nun alles und ich starre gebannt auf die reinkommenden Messdaten.
Und ich schlage gleich 2 Fliegen mit einer Klappe: aus der gemessenen Globalstrahlung kann nämlich auch der Status Sonnenschein ja/nein abgeleitet werden. Laut WMO entspricht eine Einstrahlung von mehr als 120W/m² Sonnenschein. Allerdings habe ich so meine Zweifel, ob dieser Schwellwert so einfach auf meine Messanordnung mit Globalstrahlungssensor übertragen werden kann (meiner Meinung liegt der Schwellwert viel zu tief => selbst bei 240W/m² sieht man mitunter die Sonne nicht). Hier sind also noch Recherche und Grübelstunden angesagt.
Technische Kopplung
Ich habe den GSS485 mit RS485-Schnittstelle bestellt, da ich bereits einen anderen Sensor (nämlich den Thies ClimaD Sensor) mit RS485 Schnittstelle ans IP-Symcon angebunden habe und somit bereits Erfahrungen vorliegen. Weiterhin hatte ich noch einen – verhältnismäßig günstigen (ab ca. 20€) – RS485-USB Adapter von In-Circuit GmbH rumliegen, so dass ein Anschluss an den Silex SX3000GB kein Problem darstellte. Der RS485-USB Adapter wandelt also die Signale vom GSS485 auf USB (=> Silex SX3000GB) um (und umgekehrt). Auf dem IPS Server kommt diese Kombination dann in Form eines virtuellen COM-Ports (über die Ethernet-Verbindung zwischen Silex SX3000GB und IPS-Server) an und wird aus IP-Symcon heraus mit einer Serial-Port Instanz verbunden. Unter Windows 7 erfolgt die automatische Treiberinstallation (virtueller FTDI-Treiber) beim ersten Auftauchen des virtuellen COM-Ports. Diese Art der Kopplung (vor allem wegen der vielen Adapter im Signalweg) mag umständlich erscheinen, geht bei mir aus geografischen Gründen aber nicht anders. Darüber hinaus habe ich andere Sensoren (mit verschiedenen Schnittstellen) über denselben Silex ans IP-Symcon gekoppelt, das läuft seit etwa 5 Jahren überaus stabil. Sollte das Gesamtsystem – egal an welcher Stelle – unterbrochen werden, verbindet es sich ohne manuelles Eingreifen neu.
Software
Das Auslesen der Messwerte aus dem GSS485 erfolgt über PHP-Scripte innerhalb der IP-Symcon Plattform. Da der Sensor seine Messwerte nicht selbst sendet, werden die Daten via Polling durch ein Sendescript abgeholt:
1 |
SPRT_SendText($SerialPort_ID, "?10U".chr(13).chr(10)); |
Das Sendescript schickt also alle 5 Sekunden einen Text-String (‚?10UCRLF‚) an den Serial-Port in IP-Symcon. Der GSS485 empfängt diesen Textstring und antwortet mit den Messwerten SO und SI. Diese Daten:
SO186.00, SI182.00,
kommen dann in IPS wieder über die Serialport-Instanz an und werden über einen Cutter ausgekoppelt und an eine Register Variable geschickt. Diese übergibt den Datenstring an ein Script, welches wiederum den Datenstring parsed und in Integerwerte zerlegt. SO entspricht dem Wert für die aktuell gemessene Globalstrahlung.
Messdaten (Definition, Interpretation und Vergleichbarkeit)
Die Rohdaten werden alle 5 Sekunden vom GSS485 abgeholt und temporär zwischengespeichert. Bei jedem Abfrageintervall wird außerdem geprüft, ob die Bedingung für Sonnenschein erfüllt/nicht erfüllt ist und in eine Bool-Variable gespeichert. Die zeitliche Auflösung des Sonnenschein-Status beträgt somit 5 Sekunden (die Trägheit des GSS485 nicht berücksichtigt). Die temporär zwischengespeicherten Messwerte werden über den Zeitraum von einer Minute aufsummiert. Nach Ablauf der Minute wird aus den temporär gespeicherten Daten ein Mittelwert gebildet, der letztendlich als Globalstrahlungswert in die Datenbank geschrieben wird. Weiterhin wird dieser Globalstrahlungswert auf den Wert einer Zählervariable aufsummiert (Globalstrahlung/60), um die solare Energieeinstrahlung zu zählen. Die zeitliche Auflösung des Globalstrahlungswerts beträgt somit 1 Minute. Der tägliche Messzyklus beginnt 60 Minuten vor Sonnenaufgang und endet 60 Minuten nach Sonnenuntergang.
Da ich aus baulichen Gegebenheiten keine freie Rundumsicht habe, fallen die Messwerte gewöhnlich geringer aus als beim nahegelegenen Wettermast (Mittags bei leicht bewölktem Himmel ca. 75 W/m² weniger). Somit sind die Daten nicht mit anderen Wetterstationen vergleichbar.
Messdaten (Chart)
Im Chart unten werden die Minuten-Durchschnittswerte für den heutigen Tag dargestellt. Zusätzlich (und zum Vergleich) werden UVB-B Intensität (mW/m²) und Helligkeit (klux) mitgeliefert, sind aber defaultmäßig inaktiv. Die jeweiligen Messreihen können über ein Klick in die Legende aktiviert/deaktiviert werden.
Eigene Messdaten Daten werden via IP-Symcon erhoben, gespeichert und für diese Webseite aufbereitet. Die Chart-Visualisierung erfolgt mit HighCharts/HighStocks scriptgesteuert aus IP-Symcon