Hvězdárna v Úpici, U Lipek 160, 542 32 Úpice
tel:  499 882 289
e-mail:  hvezdarna@obsupice.cz
Poloha:  N50°30'27,5", E16°00'44"
  | Hlavní stránka | Program | Vstupné | Vyhledávání | Download | | Staré stránky | BLIND FRIENDLY |

  Webkamera
(c) Rudolf

  Slunce aktuálně

  Geomg aktivita

  Polární záře

  Rubriky
Akce 2004
Akce 2005
Akce 2006
Akce 2007
Akce 2008
Akce 2009
Akce 2010
Akce 2011
Astronomická Společnost
Hvězdné objekty
Informace
Meteorologie
Meziplanetární hmota
Pozorování
Program
Seismo
Slunce
Solar Data

Meteorologie

* Jaké je u vás klima? Díl 4.: "Bylo by tu něco pro kutily?"

Vydáno dne 28. 04. 2020 (191 přečtení)

Dobrý den, dneska to bude - jak již bylo minule slíbeno – hlavně pro nadšence, kteří si chtějí pořídit něco na míru svým záměrům. V tomto případě často komerční staničky nevyhoví, ať už cenou, či parametry. Pak nezbývá, něž se pustit do vlastního řešení. A i v tomto případě máme více možností, jak úkol uchopit. Pojďme se tedy na dostupné možnosti podívat blíže.

První věc, kterou musíme rozhodnout je, zda chceme domů něco zcela tradičního, jednoduchého a fungujícího za všech podmínek. Pak budeme potřebovat analogové a mechanické přístroje. Možná to moderní lidi překvapí, ale jsou stále v nabídce různých obchodů. Některé dokonce i v domácích potřebách, jako obyčejný kapalinový teploměr. Kdo nechce moc dlouho hledat, tak i v tomto případě mu pomůže náš již z minula známý specializovaný portál Meteoshop.cz. Není ae sám, jen má opravdu komlexní nabídku pro všechny zájemce o meteoproblematiku. Tedy až na pár vyjímek, které se týkají opravdových bastlířů. V našem prvním příkladu tedy budeme pro staničku potřebovat zcela určitě :

- Dva teploměry, ty mohou být bimetalové nebo kapalinové. V každém případě jeden na venek a druhý dovnitř našemo domova. Ceny začínají na 60 Kč a vrchní konec v amatérské kategorii sahá k 1000 Kč.

- Vlhkoměr, ten seženeme bez problémů již od 500 Kč.

- Barometr, zde opět buď kapalinový nebo mechanický, neboli aneroid. Tady se ceny dost liší dle provedení. Aneroidy lze pořídit již za cenu kolem 300 Kč, kvalitní pak samozřejmě za několik tisíc. Kapalinový (bezpečný bez rtuti) až od 5500 Kč. Zase ale kapalina je kapalina. A ano, i kapalinový barometr můžete v katalozích najít za cenu mnohem nižší, ale pak se jedná buď o nějakou neprověřenou „napodobeninu z tržnice“ nebo o sice kvalitní, ale jednoduchý tzv. Goethův barometr, který povětšinou má jen dva symboly – sluníčko a mráček. Takže umí asi tolik, co v minulém díle sestavený přístroj. A rýt rysky do skla je obtížnější, než psát na papír. Ale zase je přesnější a také trochu citlivější, než ten náš „brčkovník“..

- Opravdová stanička musí mít i směr a rychlost větru. Větrné rychloměry jsou celkem snadno dostupné v ceně kolem 1300 Kč, se směrem je to složitější. Tady nabídka moc velká není a přístroje stojí od 2000 výše. A ze standardních přístrojů meteostaničky zbývá ještě

- srážkoměr, ten v manuální verzi pořídíme za symbolickou cenu 160 Kč.

Tak nostalgiky máme uspokojené, teď už jdeme do „bastlení“ staničky elektronické. Co se týče měření teploty, máme na výběr z několika technologií, počínaje odporovými teploměry přes analogové polovodičové snímače až po digitální čidla. Odporové v našem snažení vynecháme, mají v dnešní době spoustu nectností, jako silnou nelinearitu závislosti odporu na teplotě, mnohdy nevhodný rozsah teplot a v námi zamýšleném oboru i malou přesnost.

Polovodičové čidlo je sice povětšinou také odporové, ale teplotní závislost odporu u těchto materiálů lze vhodnou technologií udělat matematicky hezkou a jsou poměrně citlivé a přesné. Jako příklad si uveďme snadno dostupné čidlo s označením KTY81-110. Toto čidlo měří v rozsahu -55 až 150 °C, odpor se pohybuje od 450 – 2400 Ohmů a stojí pouhých 29 Kč. Jedinou nevýhodou pro zájemce je že v katalogovém listu je teplotní závislost odporu dána tabulkou. Ta nám moc pro praktické měření nevyhovuje. My bychom potřebovali nějakou funkci, kterou zadáme do počítače či do firmware vyhodnocovací jednotly. Navíc po běžném vynesení tabelovaných hodnot do grafu vidíme, že křivka rozhodně není přímka, kterou bychom snadno popsali. Ne, nebojte, žádné složitosti od Vás vyžadovat nebudu. Vše potřebné jsem udělal za Vás a nakonec jsem získal tento vztah:

t = - 4024 + 1695 * ln(R) + -254,3 * (ln(R)) ^ 2 + 13,57 * (ln(R)) ^ 3,

kde R je změřený odpor v Ohmech a t výsledná teplota v °C. Přesnost proložení výrobcem udaných hodnot je 99,98%, což je velmi slušné. Lépe to lze vidět na tomto grafu, kde vidíme původní křivkuz udaných bodů (červená barva) a proloženou křivku dle výše uvedeného vztahu (černě). To se dá snadno naprogramovat, takže máme poměrně přesný, levný a odolný teploměr.

A teď pro někoho složitější možnost: čidlo digitální. Jako vhodný příklad poslouží rovněž snadno dostupné DS18B20, měřící v rozsahu -55 až 125 °C. Přesnost je udávaná +/- 0,5 °C v intervalu od -10 do 85 st. Výstup lze konfigurovat jako 9, 10, 11 nebo 12-bitové číslo. Obsluha tohoto typu čidel ale vyžaduje nějakou výpočetní techniku se sériovou linkou a také příslušným rozhraním. Takže připojit po stránce „drátů" jde velmi snadno, ale zvládnutí komunikace už tak jednoduché není. Naštěstí je toto vyřešeno a na konci tohoto dílu si prozradíme, jak na moderní čidla „jednoduše“.

Protože ale chceme měřit počasí, s teplotou si nevystačíme. Takže přichází na scénu měření vlhkosti. Zde se nám v praxi poněkud zjednodušuje situace, neboť samostatná čidla v amatérské kategorii dnes téměř neseženete. Ale v kombinaci s teplotou už je nabídka slušná. Ano, jsou to zase digitální potvůrky, ale nevadí. Zase ušetříme, tato čidla jsou dostupné v řádu stokorun. Ze všech možných čidel si uvedeme dvě. Jedno, vhodné pro běžného uživatele, nese označení HTU21D-F, umožňuje měřit teplotu s přesností +/- 0,3 °C v rozsahu -40 až 125°C, vlhkost pak na intervalu 5 – 95% s přesností +/- 2%. A stojí kolem 170 Kč.

Druhé je poněkud dražší, stojí kolem 800 Kč, ale jde o poloprofesionální čidlo Sensirion SHT-85. Parametry jsou skvělé: teplota -40 až 105 °C s přesností 0,1 °C, rozlišení 0,01 °C, vlhkost 0 – 100% s přesností 1,5% a rozlišením 0,01%.

A je tu poslední snadno sdostupný parametr -tlak. Ten nám umožňuje měřit třena BMP280 od frmy Bosch. Tlak měří v rozsahu 300 – 1100 hPa s přesností +/- 1 Hpa. Je tak vhodným doplňkem čidel výše. Cena je kolem 70 Kč.

A ještě lepší možnost pro domácího bastlíře je použít kombinované čidlo pro měření teploty, vlhkosti a tlaku. To je třeba lepší bratříček výše uvedeného Bosch BMP280. Toto se jmenuje BME280, stojí cca 200 Kč a má tyto parametry: teplota -40 až 85 °C, přesnost 1 °C a rozlišení 0,01 °C. Vlhkost 0 – 100% s přesností 3% a rozlišením 0,08% a tlak 300 – 1100 hPa s přesností 0,01 hPa rozlišením 0,18 hPa.

A k čemu ta čidla připojit? Odpověď na tuto otázku je jednoduchá: „K jakémukoliv mikrokontroléru, který nám je sympatický!“. Ale protože jsem se v předchozím textu zmiňoval o jednoduchém řešení, tak pro ty, co nechtějí příliš pátrat a učit se složitosti kolem číslicové techniky je konečně zde:

Arduino.

K němu je spousta doplňků, dokumentace a především modul čidla BME280, BMP280, HTU21D-F, SHT-85 i další existují přímo pro tuto platformu včetně knihoven a základních kódů pro komunikaci. Tím se značně ušetří čas i prostředky. Cena? Za prověřený klon – a my pro naše účely nepotřebujeme nutně originál - asi 350 Kč.

Ano, Arduinem změříme ledacos, třeba i půdní vlhkost, intenzitu záření UVA/UVB, intenzitu osvitu, snadno postavíme jednoduchý srážkoměr. A vítr? Ten se také dá najít na internetu, ale protože jsme bastlíři, tak si můžeme směr a rychlost větru postavit třeba ze „střev“ dávno vyřazení stařičké mechanické PC myši. Ale to je už zase jiná kapitola. Pro úplnost jen pár základních odkazů na problematiku Arduina a elektroobchody s našimi čidly:

Domovská stránka Arduina,

Český obchodnejen s Arduinem

Česká stránka, Věnovaná projektům s Arduinem

Ukázka projektu meteostaničky s Arduinem

Elektroobchod GES

Elektroobchod GM Elektronic.

Čidlo SHT-85

Na těchto odkazech lze koupit i komponenty v článku uvedeném, ovšem lze je nalézt i jinde, toto je jen záchytný bod. A příště se podíváme na data. Tak hezké dny!



[Akt. známka (jako ve škole): 1,00 / Počet hlasů: 1] 1 2 3 4 5

Celý článek | Autor: Jan Klimeš ml | Počet komentářů: 0 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek | Zdroj: Hvězdárna v Úpici, Arduino-shop,GES, GME,Farnell, Meteoshop.
  Kde nás najdete

Zvětšit mapu

  Seismogram Úpice (UTC)

  Slunce Ha,Ca,Wl,ZaHa
ha ca
wl zaha

  Meteory-radar
Meteory pozorovné radarem

  ATM + GEOM
Atmosferiky
Šumy 32
Geomagnetika
Radon
Vysvětlení

  Počasí v Úpici (CHMI)

  Spřízněné stránky

продажа кофе в зернах

Tento web byl vytvořen díky redakčnímu systému PHPRs