Die üppige Vegetation hier in Thailand ist der Wärme aber auch den teils heftigen Niederschlägen geschuldet. Die Temperaturen bewegen sich im Bereich von 25-35°C und lassen keinen Sommer oder Winter erkennen. Schön ist das hier zu sehen. Die eigene Temperaturaufzeichnung in Home Assistant bestätigt auch die hohe Luftfeuchtigkeit.

Die Jahresregenmenge kann bis zu 1600 Liter/m2 betragen. In Deutschland ist es je nach Region weniger als die Hälfte.

Allerdings erfassen wir bisher nicht die wirkliche Regenmenge auf unserem Grundstück. Ein Grund genug für ein neues Projekt…

Es gibt eine große Menge an Regensensoren die allerdings nur erkennen ob es gerade regnet. Das kann hilfreich um automatisch zum Beispiel eine Markise ein- oder auszufahren. Wir wollen aber die Regenmenge messen. Daher brauchen wir einen Sensor der die Regenmenge definiert auffängt. Dazu gibt es in Wikipedia gute Informationen.

Ein digitaler Niederschlagsmesser verwendet einen Trichter um das Regenwasser zu bündeln und dann auf eine Kippwaage zu führen. Ist die eine Seite vollgelaufen dann kippt die Waage, entleert die vollgelaufene Hälfte und die zweite Seite kann voll laufen. Zählt man die Anzahl der Kippvorgänge hat man ein gutes Maß für die Regenmenge. Natürlich muss das Maß für den Trichtereinlass sowie die Aufnahmemenge der Kippwaage bekannt sein. Genau solch einen Sensor kann man auch selber bauen. Hier ist ein gutes Beispiel mit 3D Druck. Es gibt diese Art Sensoren aber auch fertig als Zubehörteil für proprietäre Wetterstationen. Ein Anbieter ist TFA Drostmann:

Der Sensor ist batteriebetrieben und sendet die Messwerte auf 433MHz. Er kann also irgendwo draussen im Garten positioniert werden. Um den Sensor für eigene Anwendungen wie Home Assistant verwenden zu können bedarf es Reverse Engineering. Das Trichtergehäuse läßt sich einfach entfernen. Zum Vorschein kommt die Kippwaage mit dem dahinter liegenden Gehäuse für die Elektronik. Ein Magnet in der Kippwaage stimuliert einen Reedkontakt im Innern. Das Batteriefach (2xAA) ist von unten zugänglich.

Im Innern residieren zwei Platinen. Eine mit dem Reedkontakt und COB (Chip On Board) und das zweite PCB ist der Sender (433MHz)

Diese Trennung erlaubt uns einfach das Protokoll zum Sender abzugreifen.

Im Batteriefach gibt es eine Triggertaste, die den aktuellen Messwert sofort sendet. Praktisch für die Aufzeichnung mit einem Logicanalyzer, dann braucht man nicht bis zum nächsten Frame zu warten. Zunächst fällt auf, dass das Protokoll anscheinen 8 mal wiederholt ausgegeben wird mit einer Pause von ca. 9ms dazwischen.

Zoomt man weiter hinein dann zeigt der SALEAE Logic Analzer ein ASK (Amplitude-shift keying) Protokoll. Zwischen einem immer gleich langen Highpuls von ca. 488µs kommen zwei Typen von Pausen, eine 2ms und die andere 4ms lang.

Schauen wir uns num mal an, ob das auch so gesendet wird.

Ein preiswerte Möglichkeit für Untersuchungen im Frequenzbereich so bis ca. 1766 MHz. Das reicht für die 433MHz des Regensensors aus. Als Hardwarebasis dient ein 'alter' DVB-T Stick sofern er den Chipsatz RTL2832U+R820T2 beinhaltet. Der lässt sich nämlich frei programmieren. Ich habe mich für das Set von DollaTek entschieden was für ca. 25,- € im Online-Markt der Wahl zu beschaffen ist.

Die Fernbedienung und auch die Treiber-CD brauchen wir nicht, Antenne und der Stick reichen für die weiteren Untersuchungen aus. Der Stick wird in gängigen PCs automatisch erkannt. Alle weiteren Untersuchungen wurden unter OSX ausgeführt, dürften ähnlich aber auch Windows funktionieren.

Für den Stick brauchen wir nun die richtige Analyse-S/W. Unter SDR software for Windows Linux Mac OS & drivers RTL-SDR gibt es eine übersichtliche Aufstellung. Bei OSX bieten sich da folgende Programme an:

1. GQRX
2. cubicSDR
3. SDRAngel
4. Universal Radio Hacker (URH)

Sie sind alle kostenlos und Open Source. Für meine Untersuchung habe ich URH verwendet, da es alle Analyzeschritte in einem Program vereint. Zuerst schauen wir uns mal das Frequenzspektrum um 433MHz an, ob tatsächlich ein Signal vom Regensensor gesendet wird. Dazu starten wir im URH die Funktion Spectrum Analyzer… und Trigger den Sendeframe durch Drücken der Taste im Batteriefach. Vor dem Start der Messung muss man noch das Device auswählen, in unserem Fall der USB Stick RTL-SDR. Das Ergebnis zeigt tatsächlich bei 433.95MHz ein Sendesignal.

Im blauen Block ist der zeitliche Verlauf aufgezeichnet (x=Frequenz, y=Zeit) und die Farbe gibt die Signalintensität an (je wärmer um so stärker). Darüber ist der Amplitudenverlauf über die Frequenz aufgetragen. Mit der Erkenntnis können wir das Signal nun aufzeichnen und weiter untersuchen. Dazu rufen wir die Funktion Record Signal… auf. Dann wieder das Device auswählen und die Frequenzen passend einstellen:

Das Ergebnis zeigt nun das aufgezeichnete Signal im zeitlichen Verlauf. Wir erkennen die sich achtmal wiederholenden Frameanteile und im Zoom die schon im digitalen Signal vorher beschriebenen Pulse und Pausen. Diese Aufzeichnung speichern wir an einer wiederzufindenen Stelle ab.

• https://www.home-assistant.io Home Assistant
• https://esphome.io ESPHome
• https://airbnb.com/h/villarollokohsamui Man kann bei uns Urlaub verbringen…

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