気象計測センサー 雨量計 その④

転倒ますの形状を変更しました。

目的は、測定範囲に合わせて最適な転倒雨量を選択可能にしました。
また転倒ますに残存した水の凍結時に転倒ますが割れないように底面の形状を見直しました。

現在の仕様を列挙します。
☆検出方式
転倒ます式

☆　転倒雨量
0.5mm/パルス  ,1.0mm/パルス  を選択

☆　受水口径
Φ56mm

☆　パルス信号
  +5V 20mA max   30msec < Pulse < 100msec

☆測定精度
　　20mm以下の降雨時　±0.5mm以下
　　20mm以上の降雨時　±10% 以内(要調整)

気象計測センサー 雨量計 その③

温度、湿度、気圧、重力加速度などはセンサー単体で計測できるため比較的簡単にモニタリングができますが、降雨計測は機械的な計測機構が必要であるため個人による電子記録はなかなか難しいのが現状です。

この降雨計測を簡単にしかも高い精度で直接計測できないかと考え転倒ます式の雨量計のセンサーメカを3Dプリンタで作ってみました。


動作の様子はyoutube https://youtu.be/S1JachuPInUにあります。

転倒ます式のバケットによる計量のバラツキは少なく (20㎣以下)、1/1000gが計れる電子はかりをお持ちであれば　もう少し精度を高めることができます。

また転倒ます受け下部に計量アジャストスクリューがありますから現時点のメカ仕様で実測800-1400㎣の範囲で調整可能です。

転倒回数は反射式の光電センサーで検出しますから機械式リミットスイッチに見られる接点磨滅によるトラブルがありません。

これを塩化ビニール水道管　PVC-U JIS規格K6741 VU50に組み込み非常にコンパクトな構成になっています。

自宅周辺のゲリラ豪雨など局所的な降雨をモニタリングできるはずです。

気象計測センサー 雨量計 その②

雨量計センサーメカが完成しました。あとは漏斗を造形すれば終了です。

このセンサーの仕様としては　

☆転倒マス式
☆800㎣　～　1400㎣(0.8cc-1.4cc)/1回　の計測が可能でユーザーが調整できます。
☆転倒マスは光電センサーによる検出でシリコン充填による防水処理をしています。
☆配線は+V,SIGNAL,GNDの3線式
☆動作電圧は12V,5V仕様を選択できます。

このセンサーを内径Φ50-60mmのパイプに組み込むと

10分間降水量　100mmの場合は10分間の間に200パルス(3秒間に1パルス)が出力されます。
ただし日本における10分間降水量の最高記録は50mmですので出力は半分になり、局地的な異常降雨を計測できる...はずです。

気象計測センサー 雨量計 その①

3Dプリンタで雨量計を作ってみました。

温度、湿度、気圧は各社キットが存在しているので、雨量と風速、そして雪害が心配な地域のための積雪深を自動計測するキットを考えています。

積雪深と風速計は、超音波による計測で精密測定が可能になるはずです。

応用としては、ケーブルで直接引き込む..またはZigbeeによる離れた場所からの無線通信によるデータ送信．．(中継無しで数１０メートル、中継局を設置すればから数キロ程度)

消費電力は小さく　ソーラーパネルか一次電池を使用し、半年以上の交換サイクルが目標です。

それぞれのキットは単独や連携が可能で増設数は最大112個です。


とりあえずの暫定仕様としては

1) 雨量計
☆転倒マス式
☆2インチの水道パイプに組み込めるサイズ
☆最大計測可能な降水量は、10分間降水量で100mm(日本での記録は新潟の50mm/10min)
☆電源は5V
☆出力は パルス出力(オープンコレクタ) またはI2C,RS232C


2) 積雪深計
☆超音波式
☆電源は5V
☆出力は パルス出力(オープンコレクタ) またはI2C,RS232C


3) 風速計
☆電源は5V
☆超音波式
☆I2C,RS232C   、3D空間座標の始点、終点、と風速が出力される3軸測定で　方向と上下方向が判別可能で風車計が計測できない(回転できない)ような微風が計測できますのでサーマル(熱上昇気流)が計測できるはずです。

ただし計測可能な最大瞬間風速は未定です。　日本においては富士山頂で97m/sec!の記録がありますがこれはおそらくセンサーの強度的に計測できません。

今年の気象は、過去に類例がないほど観測史上「初」のついた気象現象が多かったように思いました。
特に雨量ですがピンポイントで実際の降水量風速を把握できるとゲリラ豪雨のような局地的な気象現象も観測できるのではないかと考えています。

人工衛星(435MHz JAMSAT)を追いかける その⑤受信アプリインストール 実践編1

では早速　インストールを行ってみましょう。
最初に　Raspberry Pi の設定から行ってみましょう。
ここで行う設定は、
1)ローケル
2) タイムゾーン、(初期はGMT 英国)
2) キーボード
3) 無線LANの国
です。

最初に左上隅のラズベリーアイコンをクリック->「設定」->「Raspberry Piの設定」と進みます。
次に「ローカライゼーション」タブをクリック

の

 ローケルは言語=「Ja」  国=「JP」 言語は　Windows とのファイル共有も意識してUTF-8を選びます。

タイムゾーンは「Asia」　「Tokyo」

キーボードはお使いのキーボードに合わせますが　たいていの場合　「日本」　「OADG109A」でよいのではないかと思います。押したキーと表示される文字が一致しない場合は適宜調べて正しい設定を行ってください。

Raspverry Pi 3はWi-FiとBluetooth内蔵ですから「無線LANの国」の設定を行います。
「JP Japan」を選択します。

これをしておかないと、無線LAN(Bluetooth)を使用した場合に日本では許可されていない周波数帯に電波がでてしまい最悪の場合は電波法違反になってしまいますので注意しましょう。

P.S
「無線LANの国」....このメニュー表記に、私..不覚にも笑ってしまいました。

脳内妄想のイメージは..WiFiハブが至る所に山積に設置されている世界...極地でも不毛の砂漠でもWiFi可..

これ訳したのはgoogle先生+英国人かなw