Weerstation Mechelen - Achter de schermen

Aangezien dikwijls de vraag wordt gesteld hoe alles werkt, heb ik besloten deze pagina te maken. Hierin wordt praktisch alles besproken, vanaf de meting van de gegevens, tot het publiceren van de pagina.

Ik zal trachten alles zo proberen uit te leggen dat ook personen met een minder technische kennis alles begrijpen. Mochten er nadien nog vragen zijn, dan kan je me gerust nog mailen waarbij ik met plezier deze zal beantwoorden. Het email adres vind je onderaan de hoofdpagina door op het emailicoon te klikken.

Voor het meten van de weersgegevens wordt een Vantage Pro Plus 2 gebruikt. Dit meetstation meet:

Alle gegevens worden draadloos naar de console verzonden. Er zijn in totaal 2 zenders. De eerste zendt de gegevens van de temperatuur, luchtvochtigheid, neerslag, UV-straling en zonnestraling naar de console.

De console zelf meet de luchtdruk aangezien de sensor niet buiten hoeft te staan om dit te kunnen meten.

De gegevens worden in een interval van 1 tot 3 seconden doorgestuurd naar de console die aan de PC is verbonden, welke op zijn beurt de gegevens verwerkt en omzet in grafieken en databases. Het programma dat hiervoor wordt gebruikt is Virtual Weather Station, samen met Wswin. Beide programma's zijn virtueel rechtstreeks verbonden met de console door het programma VirtualVP. Dit programma is op zijn beurt rechtstreeks verbonden met de console van het weerstation. VirtualVP creëert virtuele poorten (COM-poort of TCP/IP) waarop de software Virtual Weather Station en Wswin worden verbonden. Het is dan alsof beide programma's rechtstreeks met de console verbonden zijn. Virtual Weather Station en Wswin creëren elk hun eigen grafieken en verwerken de gegevens die uitgelezen worden van de console. Deze gegevens worden dan op de site geplaatst en vernieuwd na 5 minuten.

Alhoewel de meeste gegevens automatisch worden verwerkt gebeurt het aanpassen van het weericoon manueel. In het hierboven genoemde programma Virtual Weather Station bestaat de optie om dit manueel te doen, doch heb ik een eigen programma geschreven om de mogelijkheden te kunnen uitbreiden. Vooral het aantal verschillende weericonen is meer uitgebreid dan VWS. De zelf geschreven software houdt ook rekening met de zonsop- en ondergang en past het icoon aan wanneer de zon onder gaat of opkomt (zon wordt maan en andersom). Ik probeer zoveel mogelijk de weertoestand op de voet te volgen om het icoon de correcte afbeelding te geven die van toepassing is op dat moment. Aangezien het programma een toepassing is die op de website zelf draait, kan ik het icoon aanpassen waar ik een internetverbinding heb, dus ook via mijn GSM, wat ik dan ook doe als ik niet anders kan.

Ooit al eens een AM-radio opgezet tijdens onweer? Je zal dan beslist al eens dat gekraak hebben gehoord telkens er een bliksemontlading is tijdens een onweer. De bliksemdetectie werkt op het zelfde principe. Een ontvanger staat buiten opgesteld in een daarvoor voorziene plastic behuizing. Er mogen geen ijzer of andere geleidende materialen in de buurt zijn om de detectie niet te beïnvloeden, vandaar dat de behuizing volledig uit plastic is. De ontvanger zelf is waterdicht, maar de connector niet. Vandaar dat de ontvanger is afgeschermd voor directe neerslag.

De ontvanger is richtingsgevoelig. Hij weet dus als het ware van welke kant de ontlading komt. De gevoeligheid is een straal van 600 km. Als software gebruik ik NexStorm, welke zeer uitgebreid en nauwkeurig is.

De ontvanger is verbonden via een FTP-kabel (netwerkkabel) aan een kaart in de PC. Deze kaart zorgt voor de communicatie tussen ontvanger en software.


PCI-kaart bliksemdetectie + antenne	Bliksemdetector buiten (antenne ingebouwd)

Zoals iedereen wel zal weten zijn een PC en software niet onfeilbaar. Soms gebeurt het wel eens dat bepaalde software vastloopt of er een ander probleem ontstaat. Hierdoor kan het zijn dat de gegevens op de site niet meer worden aangepast, of maar gedeeltelijk. Om die "black-out" tot een minimum te beperken heb ik een eigen systeem ontworpen dat een melding geeft via SMS wanneer er zich problemen voordoen. Het programma dat de goede werking in het oog houdt is ook zelf geschreven en activeert een ingang van een GSM-module die dan een SMS zendt.
Het programma controleert:

Bij een stroomuitval zal een UPS de PC van de nodige spanning voorzien. Een UPS is een toestel dat voorzien is van een accu en 230 Volt opwekt wanneer de netspanning uitvalt. Op die manier kan de PC nog even verder werken, afhankelijk van de duur van de spanningsonderbreking. Wanneer de accu bijna leeg is en de netspanning nog niet aanwezig is, zal de PC door de UPS worden afgesloten op een correcte manier. Zo wordt er voorkomen dat er gegevens zouden verloren gaan door een abrupte uitschakeling zoals bij een spanningsonderbreking zonder UPS.

Wanneer de netspanning terug aanwezig is zal hiervan melding worden gemaakt via SMS. Op die manier ben ik op de hoogte dat er een onderbreking is geweest en kan ik nagaan of alles terug naar behoren functioneert.

Bij een spanningsonderbreking blijft de console die de weersgegevens ontvangt verder werken op interne batterijen. De console kan hierdoor enkele dagen werken zonder stroomvoorziening van het net. Alle ontvangen weersgegevens worden opgeslagen in de console zelf en bij het opstarten van de PC worden deze geladen in de software Virtual Weather Station. Op die manier gaan er geen data verloren bij een spanningsonderbreking.

De software gaat na of er een verbinding is met het internet en of de update op regelmatige tijdstippen gebeurt zoals hierboven uitgelegd. Is dit niet meer het geval, dan zal de software op de interfacekaart (zelfbouwmodule K8055 van Velleman) een kontakt sluiten waarop de SMS-module reageert. De SMS-boodschap die wordt gestuurd is afhankelijk van het kontakt dat wordt gesloten. Op deze manier weet ik op welk vlak het probleem zich voordoet.

Dient de PC te worden herstart dan zend ik een SMS naar de module met een specifieke code. De module zal hierdoor een kontakt sluiten wat zal worden gedetecteerd op de interfacekaart. De software detecteert op zijn beurt het sluiten van de ingang op de interfacekaart en zal een herstart doen van het systeem.

Een eigen installatie zorgt voor de ontvangst van beelden die afkomstig zijn van de NOAA-weersatellieten. Deze cirkelen om de aarde en zijn dus enkel op bepaalde tijdstippen te ontvangen. De software die wordt gebruikt voor de ontvangst en het converteren van het signaal naar beelden is WxToImg. De software weet wanneer welke satelliet in het bereik is en gaat de frequentie van de ontvanger instellen op die van de satelliet en het signaal hiervan opnemen. Dit gebeurt door een ontvanger (zie afbeelding hieronder) die gekoppeld is aan de PC.
Als antenne wordt een QFH-antenne gebruikt (zie afbeelding hieronder). Deze heeft een hoge gevoeligheid voor signalen die van rondom kunnen komen. Dit is nodig aangezien satellieten vanaf elke richting kunnen over komen. Een voorversterker (grijs doosje) dat tegen de mast is gemonteerd zorgt ervoor dat het signaal reeds versterkt naar de ontvanger wordt gestuurd en zorgt er tevens voor dat de kwaliteit van de beelden, ondanks de rondom liggende huizen, bij een lage overgang voldoende hoog is. De voorversterker wordt gevoed door de ontvanger via de coaxkabel.

Wanneer het opnemen voltooid is en de satelliet voorbij, zal het opgenomen signaal geanalyseerd worden door de software en worden er beelden van gemaakt die vervolgens ook automatisch naar de site worden geupload. Bij daglicht worden er visuele beelden gecreëerd. Aangezien dit bij nacht niet mogelijk is worden er infra-rood beelden gecreëerd. Bij beide afbeeldingen is de temperatuur van de wolkentoppen zichtbaar. Deze wordt weergegeven door een kleur, variërend van groen tot donkerrood. Hoe roder de kleur, hoe kouder de wolkentoppen (kan tot -60 °C dalen) en hoe heviger de buien en kans op onweer zullen zijn.
De pagina met de de satellietbeelden kan u hier vinden.


QFH-antenne satellietontvanger	Satellietontvanger

Elke avond worden de weersvooruitzichten voor de komende 5 dagen aangepast. Dit gebeurt door het uitlezen en interpreteren van verscheidene weerkaarten. Hierbij wordt de temperatuur, de neerslaghoeveelheden, de luchtdruk, de windsnelheid en de windrichting aangepast. Ook wordt de Extreem Weer Prognose bijgewerkt en indien nodig een waarschuwing geplaatst voor de desbetreffende dag. De graad van waarschuwing hangt af van verscheidene factoren. Bij onweer zal er bijvoorbeeld worden bekeken hoe intens de onweersbuien kunnen zijn en of een groot of klein deel van België kans heeft op onweersbuien. Verder wordt er ook rekening gehouden met de onweerskansen zelf. Bij wintertoestanden wordt rekening gehouden met de verwachte sneeuwhoeveelheden over heel België en baangladheid.
Bij sterke wind wordt nagegaan hoe hoog de pieken kunnen oplopen, of het hele land al dan niet hiermee te maken zal hebben en of er kans is op stormschade.
De overzichtstabel is een aanvulling op EWP en geeft in één oogopslag weer met welke weerstoestanden we de komende dagen rekening moeten houden.


Weerstation	Weerstation op drievoet	PC met console en UPS


Monitoring software -->	stuurt interfacekaart -->	stuurt GSM-module


Meting bladnat	Windmeter