Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hagelsensor bauen?


von Herbert (Gast)


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Guten Tag!

Hat jemand hier bereits einmal so etwas wie einen Hagelsensor gebaut?

Hageldichte, Kornstärke usw. wären eher irrelevant, ich wäre mit einem 
Sensor zufrieden, der ein elektrisches Signal auslöst. Was die Grösse 
des Sensors anbelangt bin ich mir unsicher, aber gem. Gagelbobachtungen 
sollten 10 x 10 cm ausreichend sein, Hagel fällt tendenziell ja eher 
dicht.

Hintergrund ist Pflanzenschutz: es soll automatisch ein 
Pflanzenabdeckungsnetz ausgefahren werden wenn das Signal detektiert 
wird.

Grüsse und einen schönen Sonntag noch!
Herbert

von Couka R. (Gast)


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10x10cm halte ich für gewagt, da kanns schon mal sein dass die Show 
schon fast vorbei ist, bis der Sensor was merkt.

Mir fallen spontan 2 Möglichkeiten ein:

2 parallele Spiegel + guter Laser im engen Zickzack + Phototransistor

oder

Eine Platte gewünschter Größe auf einem Piezo gelagert, wobei ich da 
spontan nicht sagen kann, wie man das zuverlässig auswerten könnte.

lg, couka

von Lurchi (Gast)


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Hagel fängt ggf. schon eher langsam an. Da sollte man also schon eine 
eher größere Fläche haben um möglichst früh reagieren zu können.

Meine Idee wäre da so etwa wie eine Platte und dann einen Sensor für 
Körperschall. Wenn es zu stark knallt, dürfte es Hagel sein. Da kann man 
ggf. schon ein Fläche von vielleicht 1 m² wählen.

Im ungünstige Fall (sehr empfindlich eingestellt) reagiert der Sensor 
ggf. auch auf sehr große Regeltropfen, oft sind die aber auch eine 
Vorstufe für Hagel.

von Couka R. (Gast)


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Lurchi schrieb:

> Im ungünstige Fall (sehr empfindlich eingestellt) reagiert der Sensor
> ggf. auch auf sehr große Regeltropfen, oft sind die aber auch eine
> Vorstufe für Hagel.

Regeltropfen sind mMn eher ein Vorzeichen für schlechte Laune und 
erhöhten Schokiverbrauch, aber gut. Hehe :)

lg, couka

von Klaus R. (klara)


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Herbert schrieb:
> ich wäre mit einem
> Sensor zufrieden, der ein elektrisches Signal auslöst.

Eine kleine Blechtrommel. Aber, bevor der Schutz aktiviert ist könnte es 
schon zu spät sein.
mfg klaus

von Wolfgang (Gast)


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Piezzo-Mikrophon mit Metallmembran als Detektorfläche. Das Aufprallen 
von Hagelkörner erzeugt, abhängig von dem übertragenen Impuls, einen 
Spannungspuls.

von spess53 (Gast)


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Hi

>Piezzo-Mikrophon mit Metallmembran als Detektorfläche. Das Aufprallen
>von Hagelkörner erzeugt, abhängig von dem übertragenen Impuls, einen
>Spannungspuls.

Wie unterscheidest du Hagel und Regentropfen?

MfG Spess

von Jörg R. (solar77)


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Hallo,

Piezzo klingt interessant, aber damit kenne ich mich leider nicht aus.

Meine Idee hat einen ganz anderen Ansatz.

Ein Trichter, ein Stück Plexiglasrohr, eine Lichtschranke und etwas 
Gitterartiges, z.B. ein feines Lochblech oder hochwertiges 
Fliegengitter.

- Den Trichter mit seinem Auslass oben in das Plexiglasrohr
- An der unteren Öffnung kommt das Gitter
- Die Lichtschranke durchleuchtet das Plexiglasrohr

Fällt nun Regen geht er nahezu ohne Widerstand durch das Gitter.
Fällt aber Hagel sammelt er sich im Rohr und unterbricht den 
Lichtstrahl.

Der Durchmeser der Trichteröffnung bestimmt wie schnell sich das Rohr 
füllt.

Damit starker Regen oder dicke Regentropfen keine Aktion auslösen muss 
ein Delay von einigen Sekunden (z.B. 74HC4538) eingebaut werden.

Irgendwann lösst sich der Hagel im Rohr auf und fließt ab.

Gruß
Jörg

von Sascha (Gast)


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Hallo,
ein einfacher Bewegungssensor, wie es die Dinger massenhaft gibt einfach 
nur auf ein Blech mit Leiterplatte kleben, via Prozessor kannt du alles 
auswerten.

Gruß Sascha

von Stefan F. (Gast)


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Ich würde eine Waage mit einem undichten Behälter nehmen. Schnee und 
Hagel bleiben drin liegen, Regen läuft hingegen ab.

Wenn die Last (Hagel) schwerer als das Gegengewicht ist, betätigt sie 
einen Schalter.

von Jörg R. (solar77)


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Sascha schrieb:
> Hallo,
> ein einfacher Bewegungssensor, wie es die Dinger massenhaft gibt einfach
> nur auf ein Blech mit Leiterplatte kleben, via Prozessor kannt du alles
> auswerten.
>
> Gruß Sascha

Hallo Sacha,

Herbert möchte nicht auswerten. Er will nur reagiere.
Die "einfachen" Regensensoren haben vermutlich einen zu kleinen Einlass.
Dickere Hahelkörner verstopfen den Einlass sofort.

?

Gruß
Jörg

von Wolfgang (Gast)


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spess53 schrieb:
> Wie unterscheidest du Hagel und Regentropfen?

Die Hagelkörner sind härter als Regentropfen. Entsprechend steiler ist 
die Flanke. Tip: Google Hagelsensor

von Michael S. (Gast)


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Um Hagel von anderem ungefährlichem zu unterscheiden, könnte man eine 
Geschwindigkeitsmessung machen.
Hagelkörner sind im Vergleich zu Regen usw. richtig schnell und Du 
kannst im Prinzip schon nach dem ersten Event das Netz schließen, ohne 
dass die Gefahr einer Fehlauslösung zu groß wäre.
Nur wie machen?
- Bilderkennung per Raspberry PI
- 3fach Lichtschranke
- akustisch
- Radar

Alles nicht trivial aber vielleicht taugts als Anregung.

Michael

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Einen einfachen Bewegungssensor halte ich für zu einfach. Ein PIR-Modul 
reagiert u.U. gar nicht, da langwelliges Infrarot fehlt. Ein 
nicht-PIR-Modul löst u.U. zu oft aus, auch wenn es gar nicht hagelt, 
sondern nur Pflanzenteile wackeln.

Die Mechanik mit Rohren neigt zum verstopfen. Hagelkörner – wenn viele – 
pappen arg schnell zusammen. Die Waage ist m.E. gut, braucht aber zu 
lang um voll zu werden und auszulösen.

Der Ansatz mit Lichtschranke/ -Netz liefert unterscheidbare Signale bei 
Regen, Schmetterlingen, Herbstlaub und Hagel?

Ich votiere für die Schallintensitätsmesser. Regentropfen landen eher 
weich (etwas schrägstellen), ein hartes Korn knallt hart auf. Wenn ich 
die Patente dazu richtig verstehe, ist die Intensität sogar proportional 
zur Auftreffenergie – wie überraschend – und daraus lässt sich sogar die 
Größe ermitteln. (Die Fallgeschwindigkeit hat ja einen angenommenen 
Grenzwert, durch Form und Höhe.)

Reagiert der Pflanzenschutz überhaupt schnell genug? Meist kommt Hagel 
ja plötzlich und nicht allzu lang. Bis da ein (angenommenes) Faltdach 
entfaltet ist, liegt die weiße Pracht schon in der Cannabispflanzung. 
Raketenantrieb oder Gurtstraffer im Trommelmagazin?

von Thomas B. (thombde)


Angehängte Dateien:

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Ich würde eine möglichst große Messfläche (Blechplatte) oder auch 
mehrere kleine verwenden was ja dann auf das Gleiche herauskommt.
Der Nachteil wäre wohl die höhere Anfälligkeit gegen Wind und Sturm.

Bei sehr großen Hagelkörnern ist die Einschlagdichte in der Anfangsphase 
eher gering. Zumindest habe ich die Erfahrung gemacht. (siehe Bild)
Hier wurde alles zerdeppert, Autos, Gewächshäuser,
Wintergärten usw (ist aber schon ein par Jahre her)

Das Signal würde ich auch akustisch über Mikro abgreifen.
Hochpassfilter wäre auch eine gute Idee.
Die Elektronik könnte man sicher unter der Blechplatte anbringen.
Funkmodule wären auch eine Option.

Gruß
Thomas

von Jörg R. (solar77)


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Boris O. schrieb:
> Die Mechanik mit Rohren neigt zum verstopfen. Hagelkörner – wenn viele –
> pappen arg schnell zusammen. Die Waage ist m.E. gut, braucht aber zu
> lang um voll zu werden und auszulösen.
>
> Der Ansatz mit Lichtschranke/ -Netz liefert unterscheidbare Signale bei
> Regen, Schmetterlingen, Herbstlaub und Hagel?

Natürlich bedarf die Lösung mit einer Lichtschranke etwas Pflege.
Aber das ist auch bei einem Regensensor der Fall.
Laub, nein, denn ich würde es ja nicht unter einem Baum aufstellen.
Schmetterlinge oder anderes Kleintier, nein, die Lichtschranke muss 
natürlich so eng am Rohr montiert sein das keine Störeinflüsse von außen
einwirken können. Sollte eigentlich klar sein ?

von A. H. (ah8)


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Ich würde auch sagen, wenn Du den Hagel erst einmal am Boden misst wird 
es für Deine Pflanzen schon zu spät sein. Das gilt vor allem für die 
heftigen Hagelschauer mit Hagel„körnern“ ab Golfballgröße. Die können 
richtig schnell kommen (im einstelligen Sekundenbereich).

Ich würde mir Anzeichen suchen, die schon vorher erkennbar sind. Ein 
stark fallender Luftdruck, stark fallende Temperatur oder plötzlich 
aufkommender Wind sind in der Regel deutliche Vorboten eines nahenden 
Hagelschauers. Was genau musst Du mal einen Meteorologen fragen. Und 
dann den Pflanzenschutz lieber einmal zu viel ausfahren als einmal zu 
wenig.

von Markus M. (Firma: EleLa - www.elela.de) (mmvisual)


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Ich würde eine Glasscheibe mit einer Art "Glasbruchsensor" bauen.

Bei Hagel schlagen die Körner mit Wucht auf die Scheibe, das lässt sich 
wie bei einem Glasbruchsensor gut detektieren.
Unempfindlich gegen
- Regen
- Verschmutzung
- Schnee
- Sonne (UV Strahlen sind aggressiv!)
- Tiere
- nahezu wartungsfrei

Außerdem kann die Funktion recht leicht simuliert werden.

Wenn man das Glas schräg montiert, mit einer leichten Wärmequelle unten, 
dann wäre das auch Schneefrei im Winter.

Glasbruchsensoren gibt es zu Hauf, man muss nur einen finden, bei dem 
man die Schwelle etwas herunterdrehen kann.

Montieren könnte man den beim Gewächshaus direkt innen an der 
Glasscheibe, also man braucht nicht einmal viel konstruieren.

von Jörg R. (solar77)


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Markus M. schrieb:
> Glasbruchsensoren gibt es zu Hauf, man muss nur einen finden, bei dem
> man die Schwelle etwas herunterdrehen kann.

Insgesamt guter Beitrag und gute Idee ?

Was für ein Signal liefert ein Glasbruchsensor ?
Ist es Digital oder Analog ?
Vielen Dank.

von Thomas B. (thombde)


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A. H. schrieb:
> Ich würde auch sagen, wenn Du den Hagel erst einmal am Boden misst wird
> es für Deine Pflanzen schon zu spät sein.

Bei den großen Erdbeerfelder halte ich das mechanisch für unlösbar.
Eventuell könnte man das bei kleineren Flächen mit Seile überspannen und 
dann die Folie oder das Gewebe mit Seilzügen in die Position bringen.
Danach müsste man aber alles ausklinken, sonst bricht die ganze 
Konstruktion unter der Last zusammen.
So etwas wäre schon in ein einigen Sekunden realisierbar.

Vielleicht bekommen wir heute Testbedingungen.
Mal schauen was kommt.

von Thomas B. (thombde)


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Markus M. schrieb:
> Ich würde eine Glasscheibe mit einer Art "Glasbruchsensor" bauen.

Die Idee ist nicht schlecht.
Wäre praktisch das gleiche Messprinzip wie mit dem Mikro
Nur das die Elektronik schon integriert ist.

Wie verhalten sich die Dinger eigentlich wenn man die auf eine 
Blechplatte klebt? Hat da jemand erfahrung?

von Chris M. (yoblid) Benutzerseite


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Herbert schrieb:
> Hageldichte, Kornstärke usw. wären eher irrelevant, ich wäre mit einem
> Sensor zufrieden, der ein elektrisches Signal auslöst.

Ich würde es mit einem elastisch gelagerten Blech versuchen und einen 
Beschleunigungssensor daran anbringen.

Ein Hagelkorn sollte tendenziell beim Aufschlag eine stärkere 
Beschleunigung am Sensor hinterlassen, als ein gleichgroßer 
Regentropfen.

von Stephan S. (outsider)


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Wie wäre es mit einer Platte und einem daran geschraubtem Klopfsensor 
aus dem Kfz Bereich? Gibt es ganz billig.

Optische Lösungen halte ich für zu störempfindlich ggü. Regen, Insekten, 
Laub, Staub, ...

von cableer (Gast)


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Ich denke die Idee mit der Platte ist gar nicht so schlecht. Man denke 
nur an die Geräusche die Regen im Auto verursacht bzw. Hagel wenn er 
aufs Blech trifft. Hagel hat, im Gegensatz zu Regentropfen die sich an 
der Oberfläche Verformen und so viel Energie abbauen ja eine Feste 
Struktur und regt somit höhere Frequenzen im Blech an. Evtl würde schon 
ein Hochpass genügen. Hinten dran dann gleichrichten und Integrieren, so 
dass einzelne Fehlimpluse nicht zur Auslösung führen.

Testen könnte man das entweder über eine FFT oder man macht halt einen 
variablen 2. Ordnung Hochpass und stimmt solange durch bis keine Tropfen 
aber Murmeln oder Erbsen sauber erkannt werden

von Phil J. (exloermond)


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Darf es zu falschen Auslösungen kommen?

Wie wäre es, wenn du Wetterdaten analysierst, oder Gewittergebiete 
analysierst, oder gleich bei Blitzortung mitmachst.

von oszi40 (Gast)


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cableer schrieb:
> Idee mit der Platte ist gar nicht so schlecht.

Schräge Glasplatte + Mikro sollten für den Anfang reichen. Kunst ist 
eher die charkteristische Frequenz der aufschlagenden Hagelkörner von 
1mm bis 10 cm richtig zu erkennen. Für die VORHERSAGE wäre allerdings 
Radarauswertung die bessere Lösung. 
https://de.wikipedia.org/wiki/Niederschlagsradar

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