気象計測センサーその12 汎用ソーラー充電式電源 ポール

センサーとノードコントローラが完成したのですが、実際に野外/屋外に設置するとなると
風雨に耐える電装ボックスと電源を確保しなくてはなりません。

今回ご紹介するのは

屋外設置の容易な汎用のソーラーバッテリ付きポールで、固い地面には向きませんが耕作地など地面の柔らかい場所なら簡単に設置できます。

実際にはこのポールに屋外用の電装ボックスを取り付けて気象観測センサー、無線送信機、などを収納し設置することになります。
電源は、安価で容量の大きな軽自動車用車載バッテリまで対応しています。


用途としては、

農作物被害の実態調査用の野生動物の撮影機材の設置

気象センサーの野外設置

アンテナの屋外設置

などを想定していますが　ポール先端部を深く突き刺すと容易には倒れないため
キャンプ場などで　ランタン設置ポール　、ラジオやトランシーバーのアンテナ設置にも使えます。

気象計測センサー 積雪深計 その②

一昨日から寒気が流入し気温が下がり予報通り積雪になりました。
積雪深計の動作はほぼ仕様通りの動作を確認できました。　


この積雪深計ですが、使用方法により二種類のバージョンがありますので、それぞれの違いについて説明します。


1) メカユニットだけの積雪深計
無線送信機能付のコントローラユニットと組み合わせて使います。
積雪深計に内蔵された温度および超音波センサの制御はコントローラが行い積雪深を計算しますのでセンサメカ単体では動作しません。
お客様自身で実験も含めた制御が可能な場合に低コストで導入できるバージョンです。



2) コントローラ付(I2C,RS232C出力)　積雪深計
このコントローラ内蔵タイプは、+5V電源を与えるだけで、積雪深と気温を計測、計算しPCに送信します。

さて、ここで気象コントローラの無線送信機能について説明します。無線ユニットは日本国内での使用認証のとれているDigi International Inc社製の無線通信ユニットを使用しています。お使いの地域の環境にもよりますが、周囲に住宅の無い農地などでは通信ユニット単体間500m-1km程度の到達距離を持ち中継器を設置することで大手キャリアの通信エリア外でも配線工事無しに伝送経路数キロをカバーできます。(実績あり)

携帯電話の通信網を利用した通信と違い契約不要ですので、安価にメンテナンスは自分で..という方にお勧めです。

気象計測センサー 積雪深計 その①

ここ一関市もだいぶ冷え込むようになりました。　11月も下旬になると平地でも降雪が観測されるようになります。

その積雪を5mm単位で観測できる積雪深計を気象計測センサーシリーズに加えました。

外筒ケースは耐候性に優れ安価に入手可能なPVC水道パイプ 内部構造材をABS3Dプリントしています。

用途としては、小規模なエリアでの雪害防止や監視などに応用できます。　特に温室やビニールハウスの上部に取り付け、警告を発する積雪深を設定すると警告や信号を出力することができます。
この警告をハウス内のヒーターのON/OFFの判断に利用することで雪害による倒壊などを防止することが可能になると思われます。　

測定原理は、一般的な超音波による距離計測を行い、平地の距離と積雪面の距離の差分を計測することになります。

音速は　1気圧(1013.25hPa)下なら331.5+0.6tが一般的に用いられますが、より厳密な式（20.055 (t + 273.15 )^1/2 ）もあります。　t=気温
どちらにしろ積雪深を計測するためには温度も同時に計測しないといけませんね。

計測可能な範囲は、雪の音圧反射率が10%前後ということでおそらく実力で2-3mといったところでしょう。

平地の一般住宅地での計測がとりあえずの目標です。

ただし実際にセンサー-対地間の距離を屋外で計測してみると風による影響が大きく、計測誤差として無視できない大きさになります。

この誤差は音波が伝搬し移動する伝搬路である大気の空間が風により歪み延びることが原因なのですが、風速計と組み合わせて補正するかフィルター処理で平滑化するなど対策が必要ですね。　とりあえず外筒とフレーム材に温度センサーと超音波センサーを組み込めるセンサーキットとして頒布いたします。　

新雪の中空(内部のスカスカな)構造の雪面をどれだけ正確に計測可能なのか今から楽しみです。
　雪が待ち遠しいです。　　(はぁ?って声が多数聞こえたような 聞こえないような 笑)