Das Wetter in  D-61279 Heinzenberg / Taunus





Beheizung des Regenmessers


Regenmesser-Heizung :
Bei tiefen Temperaturen und Schneefall kann es passieren, daß der Regenmesser gefriert, d.h. der Schnee schmilzt nicht
und bleibt im Trichter liegen, oder die Wippe innerhalb des Regenmessers friert ein und kann somit keine "Kipp-Impulse"
an die Auswerte-Elektronik senden - ergo wird von der Wetterstation kein Niederschlag erfasst.

Um dem entgegenzuwirken, wurde der Regenmesser nachträglich mit einer Heizung versehen.
Die Heizung besteht aus 4 Komponenten:
  • Heizfolien zur Beheizung des Trichters
  • Heizwiderstände zur Beheizung von Wippe und Trichter
  • Temperatur-Schalter (Thermostat), damit die Heizung nur bei tiefen Temperaturen aktiv wird
  • Netzteil zur Spannungsversorgung von Heizung und Thermostat

Zur Beheizung des Trichters wurden 2 Heizfolien verwendet ( Fa. Conrad Electronic , Best.Nr. 189163-LN )
Diese Heizfolien sind eigentlich zur Beheizung von PKW-Außenspiegeln gedacht, eignen sich aber auch zum Heizen des Trichters.
Die Folien sind selbstklebend und wurden von innen auf die Trichterwandung aufgeklebt.
  
Bei 12 V-Betriebsspannung beträgt die Leistung 15 W pro Folie, bei zwei Folien also 30 W.
Erste Versuche mit einem alten Laptop-Netzteil ( 15 V ) zeigten jedoch, daß die Wärmeleistung zu hoch war, da nach einer gewissen Zeit der Kunststoff oben im Trichter weich wurde und anfing sich zu verformen
Somit musste die Betriebs-Spannung verringert werden, damit nicht so viel Leistung abgegeben wurde.
Die einfachste Möglichkeit bestand darin, 2 Widerstände ( 1 Ω ) in Reihe zu den Folien zu schalten.
Messungen ergaben, daß bei einem Stromfluß von ca. 2 A dann an den Folien nur noch 10,5 V anlagen, was auch bei Dauerheizung den Trichter nicht gefährdete.
  
Ein weiterer Vorteil ist, daß diese Widerstände - die ja ebenfalls Wärme abgeben - als Zusatzheizung für die Regenmesser-Wippe eingesetzt werden können.
Die Wärme von den Widerständen steigt zwar ebenfalls zum Trichter auf, aber da diese nicht direkt mit der Trichterwandung verbunden sind, verteilt sich die Wärme "großflächig" unterhalb des Trichters und nicht punktuell wie bei den Folien.
Versuche ergaben, daß der Trichter nicht zu heiß wurde und andererseits auch noch Wärme an den zusätzlich übergestülpten, vergrößerten Tricher ( siehe --> Umbau Regenmesser ) abgegeben wurde.
Nun galt es noch die Komponenten mechanisch im Regenmesser unterzubringen :
Die Kabeleinführung für die Beheizung der Folien wurde oben durch die äußere Trichterwandung gebohrt und die Folien auf die Unterseite des Trichters geklebt. Das hat den Vorteil, daß man den Trichter zwecks Reinigung des Regenmessers mitsamt dem Heizungskabel abnehmen kann.
Die Heizwiderstände mussten aber neben der Regenwippe am Gehäuseboden des Regenmessers befestigt werden.
Hierfür war natürlich auch eine Kabelverbindung notwendig, die aber an das vorhandene Kabel von den Folien angeschlossen werden musste.
Wenn also der Trichter weiterhin komplett abnehmbar bleiben sollte, musste ich dafür sorgen, daß die Widerstände ebenfalls auf einfache Weise vom Gehäuseboden getrennt werden konnten.

Ich habe dann folgende Lösung verwendet:
Die Widerstände wurden auf eine Lochrasterplatine gelötet und die Platine in einen gesägten Schlitz eines Alu-Rohres eingeklemmt.
Auf den Boden des Gehäuses wurde mit Heißkleber ein ca. 1,5 cm langes Stück eines Elektro-Installationsrohres geklebt.
Nun kann man einfach das Alu-Rohr mitsamt der Platine in das Kunststoff-Rohr einschieben und bei Bedarf auch wieder herausziehen.
Es sitzt aber trotzdem mechanisch so fest, daß es sich nicht verdrehen kann und die Widerstände nicht die Wippe berühren können, was unweigerlich zum Schmelzen der Wippe führen würde.
  


Das war der mechanische Teil im Regenmesser, jetzt musste noch ein Temperatur-Schalter (Thermostat) in die Spannungsversorgung eingebaut werden, damit die Heizung nur bei tiefen Temperaturen einschaltet und nicht im Dauerbetrieb käuft.
Nach einem Vorschlag von Werner Krenn wurde dazu ein Temperaturschalter-Bausatz ( Fa. Conrad Electronic , Best.Nr. 194883 - LN ) verwendet.
Dieser Schalter wird bei überschreiten eines einstellbaren Temperaturwertes aktiv, für diesen Anwendungszweck war es aber notwendig, daß der Thermostat schaltet, wenn ein bestimmte Temperatur unterschritten wird.
Deshalb war noch eine Modifikation der Original-Schaltung notwendig (Invertier-Stufe, s. anl. Schaltplan).
      
  
Der Bausatz beinhaltet auch einen Temperaturfühler ( KTY ), über den die Schaltung gesteuert wird.
Dieser Fühler wurde an einem Kabel durch den Gehäuseboden in das Innere des Regenmessers geführt und das Kabel in der Durchführung mit Heißkleber fixiert.
Das Kabel ist so starr, daß der Temperaturfühler in Höhe der Wippe "steht".
Somit wird die Heizung erst eingeschaltet, wenn die Temperatur an der Wippe einen bestimmten Mindestwert unterschritten hat.
  



Zur Spannungsversorgung wurde ein altes Laptop-Netzteil verwendet - hat sich in der Bastelkiste gefunden ;-) , welches auch den benötigten Strom von ca. 2 A liefern kann. Dieses Netzteil wurde mit dem Thermostaten in einem extra Gehäuse innerhalb eines Geräteschuppens befestigt, an dem außen der Regenmesser angebracht ist.
Auf dem Foto ist noch ein zusätzliches Steckernetzteil zu sehen, welches aber nicht für die Regenmesser-Heizung verwendet wird, sondern den Regendauer-Sensor mit Spannung versorgt.
Der Schwellwert, wann der Thermostat schaltet, wurde empirisch ermittelt, da die exakte Temperatur im Inneren des Regenmessers nur schwer meßbar ist und mittels entsprechender Justierung des Potentiometers ( P1 ) der Schaltung festgelegt.
Momentan ergibt sich folgendes Schaltverhältnis ( bei -2,0 °C Außentemperatur ): Heizung an / Heizung aus = 180 Sek./ 90 Sek.
Dabei ist das Hysterese-Poti ( P2 ) am linken Anschlag (= max. Widerstand= 220 kΩ ).
  

Anhand des untenstehenden Diagrammes ist ersichtlich, daß die Heizung zufriedenstellend funktioniert:
Auf dem Geräteschuppen, an dem der Regenmesser befestigt ist, liegt noch Schnee, während der Regensensor komplett frei ist.
Es gab Schneefall ( ab ca. 00:10 Uhr bis 11:15 Uhr, bei -2,5 °C ) und der Regenmesser hat den getauten Schnee kontinuierlich als Niederschlag gemessen. Auch der Regendauer-Sensor hat den stetigen Schneefall (hellblaue "Striche") korrekt registriert.