Experimenten & Supplementen

Aankoppelen van meer subsystemen, van meer sensoren, van meer afstandbediende schakelaars en van extra en/of andere software-functies voor PV-sturing, voor Meteo-uitlezing en voor Domotica vraagt experimenten, want zelden is er een standaard-oplossing direct bruikbaar.
Daarom eerst apart kijken als Experiment hóe je iets oplost, en of een oplossing goed & robuust werkt, terwijl de 'productie' ongestoord doordraait.
Naast serieuze aanpak is dit ook ook de 'speeltuin' om 'even' te kijken of functie of een nevenaspect werkt, en hoe.
Uit dat 'hoe' komt dan vaak info die wel interessant is, maar niet voldoende om naar een 'hoofd'- item te promoveren in deze website:
de beschrijving van zo'n experiment blijft dan met uitkomsten in deze rubriek staan onder het label Supplement of wordt overgezet naar een aparte rubriek Supplementen.

De 2 Domotica-computers dienen in deze configuratie ook als testbed voor onderzoek en voor testen van oplossingen.
Pas als een setup bevredigend werkt, dan kun je overgaan tot verder invoegen in het 'Systeem' en in de 'hogere' pagina's van de website.

Onderstaande aanpassingen & toevoegingen zijn nu als Experiment 'in wording/ in bewerking' of al Supplement geworden
(waarbij in iedere uitgewerkte rubriek eerst wordt aangegeven wat de beweegreden) is:

Herverdeling van functies over processoren
Oplossing van Koude-voeten-problemen
Samenhang PV-productie en lichtniveau
Energie-Info [Verwachting & Realisatie]
- Lokale inverter displays
- Monitoring van beschikbare energiewaarden door de gebruikers
- Verwachtingswaarden voor PV-Productie
Verbeterde/eigen grafische vertoning en Robuuste upload van Meteo-info naar HetWeerActueel
Meting Lucht-kwaliteit/ Fijnstof-vervuiling
Oplijning & afregeling van beschikbare wind-info
Bodem-sensoren
Meteo-sensoren op afstand met LoRa
Behuizingen van sensoren
Vervanging van WS7000-sensors

De niveau-indicator geeft per rubriek aan hoever iets is uitgewerkt:
- rood = opstartend/ starting
- half-groen = onderhanden/ in progress
- vol-groen = (bijna) gereed voor implementatie/ almost finished

Sommige experimenten zijn deels operationeel, in duurtest, of zijn momenteel 'rustend', i.v.m. denkwerk, wachtend op gelegenheid voor bouw, of wachtend op onderdelen.
Het symbool geeft aan welk onderdeel momenteel onderhanden is voor een volgende stap.

Herverdeling van functies over processoren is nodig om te zorgen dat iedere processor ruim voldoende capaciteit heeft voor uitvoering van zijn functies.
Te zwaar belasten => crashes => data-verlies & ergernis ......
Domoticz1-belading naast schakel-functies en Energie-regeling, te reduceren naar interfacing van RS485-devices en van bekabelde sensoren.
Domoticz2-belading naast schakel-functies en Meteo-rekenwerk, te reduceren t.a.v. afhandeling van de ESP8266en.
Dat is reden om nog meer Raspberries toe te voegen in de configuratie, en de configuratie van de Raspberries aan te passen:
1. Een 3e Raspberry (Type 3A+) als redundante Hoofd-Controller Domoticz3 (vooral voor 'algemeen' rekenwerk) naast Domoticz2, op LAN2
2. Aparte Raspberry_Zero_W, als Domoticz4 op LAN1 als Annex voor lichtmetingen en -berekeningen, als ontlasting van Domoticz2
3. Aparte Raspberry_Zero_W, als Domoticz5 op LAN1 als Annex voor Energie-gerelateerde meet-®elfuncties, zoals interfacing met de inverters, vermogensmetingen via S0PCM en via ESP8266en, als ontlasting van Controllers Domoticz1+2
4. Alle Raspberries van RAMDisk voorzien, zodat de schrijf-operaties naar de SD-kaarten worden beperkt
5. Periodieke externe backup van de Raspberry-bestanden verbeteren en automatiseren, zodat na crash eenvoudiger een snelle(re) herstart mogelijk wordt
Status/ Acties:
Continu aandachtspunt, met continu ontwikkeling en testen
Koude voeten gaven aanleiding tot aanbrengen van extra isolatie in vorm van de 2-laags Tonzon-kussens in de kruipruimte.
Bij sterke condensvorming valt echter de onderste kussenlaag naar beneden, dus effectief daarna een 'halve invulling'.
Vinden van een remedie vraagt onderzoek naar de oorzaken, i.s.m. firma Tonzon.
Voor dat onderzoek sinds november 2016 online meting aan plafond en bodem van de kruipruimte om kwantitatief te bepalen óf en hoe groot de vochtoverlast is, met registratie door het Domotica-syteem en vertoning via de lokale en remote webserver(s).
M.b.t. het meetsysteem nog enkele details invullen:
een goede oplossing voor het achterliggende hoofd-probeem is een heel ander aspect.
Als effector misschien? toevoeging van een ventilatie-systeem, gestuurd door de meetprocessor.
Status/ Acties:
Operationeel, maar op hoger niveau Onvoltooid i.v.m. uitblijven van een principieel goede probleemoplossing.
Bij gelegenheid omwerken naar Supplement.
Supplement: PV-productie en lichtniveau hebben samenhang.
Voor bepaling van die samenhang (in meer detail dan nu met de 2 omgebouwde thermo-sensoren van de PWSen en met de UVN800) wordt een lichtmeting opgericht door meerdere, enkele en dubbele sensoren, incl. uitwerken tot 1 enkele, 'algemene' uitkomst (=> Lux-waarden en UV-waarden).
Meerdere sensoren voor 'echte' lichtmeting lijkt overdone, maar door schaduwwerking om het huis en door beperkingen van de lichtsensoren is er niet 1 enkele, optimale sensor-opstelling mogelijk, dus moet worden gewerkt met een 'distributed setup' waarvan de metingen door software worden verzameld.
Een oplijning onderling én met externe referenties is vereist, met berekeningen en met o.a. KNMI-waarden als waarschijnlijk beste, lokale, actuele referentie.
Startpunt voor vergelijking en oplijning is samenbrengen van de berekende referentie-waarden en de actuele meetwaarden in RRDTool-database en -grafieken:
- Grafiek 1 combineert de sensoren van Nexus, WS7000 en een ESP8266 met BH1750-sensoren i.c.m. een LDR.
  Voor deze grafiek1 komt info uit Nexus en WS7000 als quasi-Temperatuur:
  enige info-bewerking is de inschaling binnen het betreffende PWS.
  De ESP8266 in deze grafiek1 is een Testbed binnenshuis voor experimenten met sensor-fusie/ sensor-correlatie.
  Ruimte gereserveerd voor de info uit de WS7000P_19 Lichtmeter, die op termijn wordt toegevoegd.
- Grafiek 2 combineert de sensoren van Nexus, WS7000 en een ESP8266 met BH1750+TSL2561-sensoren.
  Voor deze grafiek2 zijn de meetwaarden volgens grafiek1 uit Nexus en uit WS7000 omgerekend naar procentuele lichtniveau's.
  De ESP8266 in deze grafiek2 is de versie voor uitgebreide meting met meerdere sensoren, als ondersteuning van de Lichtmeter WS7000P_19 voor diens 'blinde vlekken'.
  Ruimte gereserveerd voor de info uit de SI1145 Lichtmeter, die op termijn wordt toegevoegd.
- Grafiek 3 verzamelt de informatie van de diverse UV-sensoren,
  met de analoge meetwaarden uit de sensoren type GUVA12 en ML8511 in Domoticz om te rekenen naar een UVI.
Als referentie is gemeenschappelijk voor alle 3 grafieken 1 Grafieklijn gereserveerd voor een externe waarde, zoals van Calculatie, Accuweather, Darksky e.d.:
in de genoemde 3 grafieken is de referentie nu een calculatie onder noemer LightCalc.
Deze calculatie maakt gebruik van rekenmodellen t.a.v. atmosferische functies, die deels gebruikmaken van statische en dynamische inputs als invoer van 'lokale effecten'.
Deze inputs bestaan uit:
- Geo-locatie van het PWS [= Lengte, Breedte en Hoogte]
- Actuele, lokale tijd
- Actuele luchtdruk
- Wolken-bedekking, uitgedrukt in 'Octa' [0 = Helder > 8 = Zwaarbewolkt], geleverd door Ogimet.com
De generatie per uur van 'Octa' veroorzaakt de 'hakkels' in de afgeleide grafieklijn.
Op termijn zal een aparte Raspberry alle lichtmetingen en - berekeningen voor zijn rekening gaan nemen.
Die Raspberry correleert dan ook de Lichtmetingen met de UV-metingen van de diverse sensoren, en met een eventuele IR-meting.
Status/ Acties:
Onderweg, met testen & afwerken.
Nog ontwikkelen/opbouwen voor toepassing van SI1145.
In de laatste versie van de grafieken een grafieklijn voor 'Resultante' toevoegen:
Daarna dit Experiment integreren in betreffende webpagina's en/of overbrengen naar rubriek Supplement.
Actuele status/ bijzonderheden:
Supplement: Energie-Info [Verwachting & Realisatie]
Duurzaam in-/uitschakelen vraagt een eenvoudige, directe vertoning van beschikbare energiewaarden en aanverwante informatie.
Nu is vertoning van energie-waarden (zowel voor productie als consumptie) alleen mogelijk door opgeroepen uitlezing via webpagina's.
Naast zicht op actuele productie/consumptie is een prognose ook interessant.
- Lokale inverter displays.
  Een eenvoudig, lokaal 'technisch' display bij de inverters (en o.a. de wasmachines) is gewenst.
  Dan kun je daar direct zien hoeveel actueel PV-vermogen er totaal beschikbaar is t.o.v. de actuele totale consumptie.
  Het experimentele display hiernaast is wat klein:
  een volgende versie zal een schermpje met meer tekst krijgen.
- Monitoring van beschikbare energiewaarden door de gebruikers
  Een 2e mooier uitgevoerd, lokaal display van meetresultaten voor gebruikers is gewenst, zodat bijv. de gebruikers in de huiskamer direct & actueel kunnen zien hoeveel PV-vermogen beschikbaar is cq. hoeveel electra geconsumeerd wordt, en ;-) dat veel goedkoper dan met een 'Toon' o.i.d.
- Verwachtingswaarden voor PV-Productie
  Als je weet welke PV-productie verwacht mag worden, dan kun je m.b.v. Domotica gaan anticiperen op de beschikbaarheid van energie.
  Lokaal is die info niet direct beschikbaar: alleen indirect vanuit de meteo-verwachting.
  Extern is zulke info beschikbaar gekomen bij de website forecast.solar afgeleid van zowel PV-rekenmodellen als ook Meteo-rekenmodellen.
  Volgende stap is om die info online uit te lezen en in te voeren in Domoticz, om daaruit voor lokaal gebruik niet alleen een vergelijkingsfunctie, maar ook een schedulingfunctie op te zetten:
  1. met vergelijking kun je (als kwaliteitscontrole) checken of de verwachtingen kloppen t.o.v. actuele info
  2. als stap1 bevredigend is, dan hoef je niet zelf de actuele productie in de gaten te houden, maar zou je het kunnen overlaten aan het Domotica-Systeem om te monitoren en om via scheduling apparaten wel of niet in te schakelen
  Startpunt van implementatie is een aparte webpagina met vertoning van de verwachtingswaarden t.o.v. de actuele productiewaarden.
Op termijn zal een aparte Raspberry voor Energie-aspecten alle metingen en - berekeningen voor zijn rekening gaan nemen.
Status/ Acties:
Operationeel, Onderweg
Verbeterde/eigen grafische vertoning en Robuuste upload van Meteo-info naar HetWeerActueel.
Voor verbeterde grafische vertoning maken programma's zoals WsWin het mogelijk een 'persoonlijke' vertoning te maken met een zgn custom-file:
- de 'basis'-custom-file is het raamwerk voor een persoonlijke variatie op de standaard-output van WsWin
- ook een uitgebreide versie die nog wat meer ontwikkeling vraagt
Het werk zit in de script-aanpassing & test totdat de layout & inhoud acceptabel is voor publicatie.
Daarnaast kun je een 'persoonlijke' vertoning maken met templates:
ook daar zit het werk in script-aanpassing en testen.
Een 'eigen' vertoning is een oplossing als grafieken uit andere programma's en uit templates toch niet datgene opleveren wat je wenst als upload voor verwerking & vertoning elders, omdat bepaalde elementen ontbreken, of beter anders vertoond moeten worden.
De upload t.b.v. HetWeerActueel komt nu (vanwege de beschikbare software) uit WsWin @ PC, en die upload moet continu doorlopen.
Die opzet blijkt niet altijd betrouwbaar.
Beter lijkt een upload-opzet met toepassing van de 2 Raspberries, liefst redundant.
Voor beide laatste aspecten begint de aanpassing met een data-uitlezing via Domoticz, gevolgd door een andere manier van database-vorming.
O.a. RRDTool is een opvolgende mogelijkheid om die database anders grafisch uit te beelden: dit plaatje is een voorbeeld van meteo-waarden voor de recente zeer stormachtige dag.
Status/ Acties:
Doorgaand in ontwikkeling, in bewerking, en deels in Test
Lucht-kwaliteit/ Fijnstof-vervuiling begint steeds meer belang te krijgen.
Momenteel is er wel een officieel nationaal meetnetwerk, maar dat is niet fijnmazig genoeg voor 'lokale' conclusies.

Daarom voor mijn Meteo-Systeem in oprichting & test een toevoeging van een eenvoudige breedband-dustsensor type GP2Y10 als Annex aan Domoticz, en een nauwkeuriger sensor SDS011 die gesplitst meetresultaten geeft voor deeltjes van 2,5 micron en 10 micron, en die meetwaarden upload naar een internationaal netwerk.
Voor bepaling van luchtkwaliteit is NO₂&O₃-meting een ontbrekend belangrijk element, maar dat hangt af van de beschikbaarheid van een betaalbaar, betrouwbaar meetconcept.
Status/ Acties:
Operationeel, voor Fijnstofmeting ingevuld.
Wachtend op een praktisch realiseerbaar, redelijk robuust Gasmeetconcept.
Oplijning & afregeling van beschikbare wind-info
De meteo-configuratie kent 3 windmeters:
- TFA_Nexus => windsnelheid & windrichting & windstoten
- WS7000/15 => windsnelheid & windrichting, windstoten = 0
- 'Conrad' => alleen windsnelheid [digitaal = pulsen + analoog = afgeleid van pulssignaal]

De 3 windmeters in de configuratie hangen boven elkaar verdeeld over een hoogte van ca. 3m aan 1 gemeenschappelijke mast:
de snelheidsmeetwaarden zouden enigszins moeten overeenkomen.
- Nexus geeft verschillende uitkomsten bij online uitlezing via zijn Console resp. draadloos via RFXCom en draadloos via RFLink Gateway.
  Draadloze uitlezing via RFXCom maakt alleen integer waarden beschikbaar.
- De uitlezing van WS7000 is via zijn Console en draadloos via RFLink Gateway goed overeenkomstig.
- 'Conrad' is volledig ongeijkt, zowel voor de puls-uitlezing als de analoge uitlezing.
  De pulsen worden uitgelezen met een teller.
  Het analoge signaal is een electronische afgeleide van de pulssignalen via een integratie-circuit, gelezen door een A/D-converter.
Voor onderlinge oplijning is de WS7000-anemometer waarschijnlijk de beste, lokale referentie.
Voor vergelijk en oplijning zijn in RRDTool-grafieken de actuele meetwaarden samengebracht voor windsnelheid en voor windstoten.
Na experimenten lijkt door calibratie-settings enige gelijkloop mogelijk in de grafieken: zie 'Actuele status'.
Het analoge signaal van de Conrad-windmeter blijkt geen toegevoegde waarde t.o.v. het pulsende signaal, i.v.m. het ruis-niveau.
In de praktijk geeft vergelijken t.o.v. externe referentie-data zoals van KNMI, Accuweather of DarkSky alleen maar verwarring:
de input voor 'Reference' is daarom tot nader orde op 0 gezet.
Status/ Acties:
Experiment afgerond.
Bij gelegenheid omwerken naar Supplement. Grafieken met tekst nog aanhangen in de Meteo-layout webpagina
Actuele status/ bijzonderheden:
Bodem-sensoren
Het Meteo-Systeem mist nog meting van de bodemlaag volgens het beeld van o.a. KNMI en Meteo_UK, met sensoren op +10cm, -10cm, -20cm, -50cm en -100cm t.o.v. de oppervlakte.
Het grondwater-peil is daarnaast interessant gebleken o.a. in de discussies over neerslagtekort en de natheid van onze natte kruipruimte.
Een concept voor grondwaterpeiling wordt in samenwerking uitgewerkt voor een configuratie dat tot ca. 3m diep kan meten. Internet-Forums kunnen heel handig zijn!
Een collectie sensoren gekoppeld aan ESP8266-processoren kan hierin mogelijk voorzien:
zie de Meteo_Configuratie
Status/ Acties:
Sensor-array gemonteerd en getest.
Wachtend op realisatie van bijbehorende ESP82266-Node incl.zonne-voeding voor autonoom 'gebruik-op-afstand'
Meteo-sensoren op afstand vergroten met LoRa het beeld op het weer.
Soms geen luxe, maar noodzaak, omdat het communicatiesysteem van de 2 huidige PWSen en ook van Domoticz beperkingen heeft:
- reikwijdte van 433MHz-verbindingen en WiFi is beperkt tot hoogstens 100m.
  Toepassing van 868MHz is alleen beter i.v.m. (nog) minder storing.
- demping tussen draadloze sensoren en basisstation door beplanting, terrein of obstakels
  => tamelijk onvoorspelbaar geen constante, soms slechte of soms helemaal geen data-overdracht
- een kabelverbinding is wel robuust, maar over grotere afstand niet handig cq. moeizaam en ook stoorgevoelig
- LoRa biedt een mogelijkheid om sensoren draadloos over grotere afstand te verbinden (tot meerdere km's!).
  Het experiment begint met verbinding maken met een dichtsbijzijnd LoRa-netwerk.
  Uitdaging om daarna een LoRa-configuratie met sensoren te ontwikkelen, die via het LoRa-netwerk functioneel aansluit bij het huidige Meteo-Systeem.
Status/ Acties:
Wachtend op oplossing voor een TTN-verbinding voor de Marvin-Node (o.i.d.)
Info verzamelen
Behuizingen van sensoren zijn een aspect dat ook aandacht vraagt.
Zeker bij zelfbouw moeten de componenten netjes worden opgeborgen op een manier dat ze, én goed kunnen functioneren, én niet worden blootgesteld aan eventuele schadelijke invloeden van het weer e.d.
Dat heeft een hoog 'experimenteel' gehalte vanwege de componenten die moeten worden opgeborgen.
In de loop van de tijd daarvoor een reeks behuizingen uitgevonden en gerealiseerd.
Status/ Acties:
Grote delen afgerond, maar steeds doorgroeiend a.h.v. opkomende behoeftes o.a. door uitbreidingen en door ervaringen
Vervanging van WS7000-sensoren is een aspect dat uit leeftijd van het PWS volgt.
Het WS7000-PWS is in bedrijf sinds 2003.
Blootgesteld aan de elementen slijten zeker de 2 sensoren type WS7000/25 die steeds buiten stonden, en ook de anemometer en de neerslagmeter.
Voor de laatste 2 componenten is helaas regelmatig onderhoud de enige optie, of vervangen als nog een 2e-hands exemplaar kan worden gevonden:
bij de windmeter is zo'n vervanging al een keer gebeurt.
Sinds ca. 2011 worden de 2 T/H-meters type WS7000/25 beschermd door een extra behuizing, maar de componenten hebben toch te lijden van vocht & temperatuur.
De originele thermosensor is een 10k NTC-weerstand die eenvoudig vervangbaar is (en dat is al een keer gedaan), maar voor de originele hygro-sensor is geen direct compatibele vervanger te vinden.
Met dit voor ogen wordt nu deelgenomen in een opzet voor een zonnecelgevoed cluster verder genoemd WS7000P.
WS7000P voorziet gecombineerd in 2*T/H-meter + 1*Lichtmeter met een gemeenschappelijke zender, compatibel met het WS2500-PWS en WS7000-PWS.
Deze cluster-samenbouw van quasi 3*WS7000-meter werkt met 2* T/H-sensor type SHT31 en 1* Lichtsensor type MAX44009/GY19.
Daarmee een invulling alsof 2*T/H-meter type WS7000/25 + 1*Lichtmeter type WS7000/19, waarvan de 2*WS7000P-25 direct kan worden uitgelezen door het WS7000-PWS + Domoticz-via-RFLinkGateway, en de 1*WS7000P-19 kan worden uitgelezen via de RFLinkGateway door Domoticz (volgens de Lichtmeter-functie van het WS2500-PWS).
De planning is dat de T/H-sensoren van het nieuwe cluster de vervangers worden van de 'bejaarde', originele 2*WS7000/25, zelfs met betere prestaties als de originele T/H-meters.
De nieuwe T&H-sensoren worden zo ver mogelijk van de bebouwing achter in de tuin geplaatst in Davis-sensorhutten, op een meestal beschaduwde plaats,
op een hoogte van +1,5m resp. +0,1m, voor metingen op 'standaardhoogte' respectievelijk 'gras-/klomphoogte'.
De originele 2*WS7000/25 leven verder - zolang het duurt - als redundante, backup T/H-sensoren binnen het WS7000_PWS,
voor gecontinueerde toepassing als Thermo-sensor op de huidige positie.
De PC-Interface WS7000/13 en bijbehorende WsWin@PC-instantiatie heeft geen interface voor de WS7000/19 Lichtmeter, en daarom zal via Domoticz de gemeten licht-info worden geïnjecteerd in WsWin@PC als quasi-temperatuur en/of quasi-vochtwaarde, beter van kwaliteit dan de quasi-lichtsterkte die WsWin@PC nu afleidt uit de schijn-temperatuur van de omgebouwde WS7000-T/H-meter cq. de omgebouwde Nexus-T/H-meter.
De clusterprocessor van WS7000P heeft ook nog interface-mogelijkheid voor de WS7000-anemometer en voor de WS7000-neerslagmeter, maar daarvan wordt nu geen gebruik gemaakt:
de huidige WsWin-interfaces en de Domoticz-interfaces voldoen nog prima, en activeren van die interfaces in de cluster-processor vraagt aanpassing door de leverancier van de software van de cluster-processor.
Status/ Acties:
Onderdelen beschikbaar.
Nog samenstelling, installatie en testen.

Nog ruimte voor meer experimenten, want uitbreiding & verbetering blijft doorgaan .....

Sitemap/ Jumplist voor deze website, incl. links to english versions of pages