Diese Beschreibung ist noch nicht vollständig. Der Sensor ist nur im Testbetrieb. Meßwerte werden nicht dargestellt.
Allgemeines
Gewitter sind markante Wettererscheinungen mit erheblichem Gefahrenpotential. Es liegt also nahe, sie in einer Wetterstation zu dokumentieren.
Mit Blitzortung.org gibt es ein ambitioniertes Projekt zur Blitzbestimmung im Hobbybereich. Extra dafür wurde ein Gerät entwickelt, das Blitze erkennen und mit einem genauen Zeitstempel versehen kann. Auf dem Server des Projektes werden die Messungen der einzelnen Teilnehmer zusammengeführt. Daraus wird der Ort des Blitzereignisses berechnet und auf einer Karte im Internet dargestellt. Leider gibt es dabei erhebliche Beschaffungsprobleme für die Geräte, so daß es kaum noch möglich ist, dort neu teilzunehmen. (Stand: 2023)
Von der österreichischen Firma ams OSRAM (früher Austria Microsystems) gibt es aber einen speziellen Schaltkreis mit der Bezeichnung AS3935, der die Entladungsmuster von Blitzen erkennen kann. Von verschiedenen Herstellern sind kleine Platinen erhältlich, die diesen Sensor nutzen und eine I2C-Schnittstelle besitzen, die man mit einem Raspberry Pi verbinden kann.
Phil Fenstermacher hat ein Python-Modul für den AS3935 entwickelt und aufbauend darauf Matthew Wall eine Erweiterung für WeeWX zum Einlesen der Daten.
Mechanischer Aufbau
Der Sensor sollte möglichst weit oben und möglichst weit weg von elektromagnetischen Störquellen (wie etwa elektrischen oder elektronischen Haushaltsgeräten) aufgestellt werden. Ungeeignet ist auch ein Ort, der von Gegenständen oder Gebäudebestandteilen aus Metall umgeben ist. Dazu zählen auch Trockenbauwände. Wird der Sensor unter dem Dach angebracht, müssen der Dachstuhl aus Holz und die Dacheindeckung aus einem nichtmetallischen Werkstoff sein. Auf dem Dach darf keine PV-Anlage angebracht sein.
Elektrischer Aufbau
An welchen Anschluß des Raspberry Pi der Interrupt-Ausgang des Blitzsensors anzuschließen ist, hängt vom benutzten Treiber ab. Deshalb findet man im Internet ganz verschiedene Varianten. Für die hier verwendete WeeWX-Erweiterung ist der Anschluß konfigurierbar. Hier wird Pin 17 benutzt, wie es die Beschreibung vorschlägt.
Der Befehl `pinout` zeigt auf dem Raspberry Pi den Prozessortyp und die Belegung des Steckers an.
Softwareinstallation
Installation der Module für den I2C-Bus
Laut Heise https://www.heise.de/ratgeber/Bauprojekt-Blitzsensor-mit-Raspberry-Pi-basteln-9199161.html?seite=allsudo apt-get install python3-smbus sudo apt-get install i2c-tools
Hardware-Funktionstest
Jetzt ist zu prüfen, ob der Sensor am I2C-Bus des Raspberry-Pi erkannt wird.
Achtung!
I2C-Adressen unter 0x08 sind beim Raspberry Pi4 reserviert. Das
Blitzsensormodul DFRobot AS3935 hat aber Adresse 0x03. Man findet
es nur, wenn man beim Aufruf von `i2cdetect` zusätzlich die
Option `-a` angibt.
i2cdetect findet den Sensor auch dann, wenn die Interrupt-Leitung nicht angeschlossen ist. Auf sie kommt es an der Stelle also nicht an.
i2cdetect -a -y 1
Die Ausgabe sieht ungefähr so aus:
thunder@lightning:~ $ sudo i2cdetect -a -y 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- 03 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
thunder@lightning:~ $
Installation des Hardware-Treibers
Das Modul RPi_AS3935 kann nur mittels pip installiert werden.
Achtung!
Wenn man sudo vergißt, verläuft die Installation trotzdem erfolgreich,
aber WeeWX kann das Modul nicht finden.
sudo pip install RPi_AS3935
Die Ausgabe sieht so aus:
thunder@lightning:~ $ sudo pip install RPi_AS3935 Looking in indexes: https://pypi.org/simple, https://www.piwheels.org/simple Collecting RPi_AS3935 Downloading https://www.piwheels.org/simple/rpi-as3935/RPi_AS3935-0.2.0-py3-none-any.whl (4.5 kB) Installing collected packages: RPi-AS3935 Successfully installed RPi-AS3935-0.2.0 thunder@lightning:~ $
Installation der WeeWX-Erweiterung weewx-as3935
Herunterladen der WeeWX-Erweiterung weewx-as3935
wget -O weewx-as3935.zip https://github.com/matthewwall/weewx-as3935/archive/master.zip
Installation der WeeWX-Erweiterung weewx-as3935
sudo wee_extension --install weewx-as3935.zip
Konfiguration
Raspberry Pi
/etc/modules
i2c-devDen Eintrag i2c-bcm2708 brauchen wir nicht.
sudo raspi-config3 Interface Options I5 I2C Yes
WeeWX
/etc/weewx/weewx.conf
Achtung!
Die Beschreibung sagt aus, daß das Modul unter `data_services` eingetragen
werden soll. Die Installation trägt es aber unter `process_services`
ein. Bei einer Doppeleintragung kommt es zu einem Speicherzugriffsfehler,
der sich nicht einordnen läßt, weil WeeWX abstürzt, ohne auch nur eine
einzige Syslog-Meldung zu erzeugen.
[DataBindings]
...
[[lightning_binding]]
database = lightning_sqlite
table_name = archive
manager = weewx.manager.DaySummaryManager
schema = user.as3935.schema
[Databases]
...
[[lightning_sqlite]]
database_name = lightning.sdb
database_type = SQLite
[Engine]
[[Services]]
...
data_services = ..., user.as3935.AS3935
[AS3935]
address = 3
bus = 1
noise_floor = 2
calibration = 6
indoors = True
pin = 17
binding = loop
data_binding = lightning_binding
Betrieb
Erfahrungen zum Betrieb des Sensors liegen noch nicht vor.