site
stats


Σχετικά με τον Μετεωρολογικό Σταθμό στον Βύρωνα


                                   

      Ο Μετεωρολογικός Σταθμός Βύρωνα είναι καθαρά μια ερασιτεχνική προσπάθεια, που ξεκίνησε από την αγάπη μου για την τεχνολογία και την επιθυμία μου να διευρύνω τους ορίζοντές μου στον τομέα της Μετεωρολογίας. Η λειτουργία του ξεκίνησε στις 10 Οκτωβρίου του 2011, στη περιοχή Ανάληψη του Δήμου Βύρωνα, ο οποίος είναι προάστιο στο Βορειοανατολικό τμήμα της Αττικής και το όνομά του το πήρε από το φιλέλληνα Λόρδο Βύρωνα, τον Ιανουάριο του 1924, με τον εορτασμό των 100 ετών από το θάνατό του.
       Η ιστοσελίδα τροφοδοτείται από έναν μετεωρολογικό σταθμό της Oregon Scientific τύπου WMR 100N. Δύο ακόμα σταθμοί τύπου WMR88 και WMR89 υπάρχουν διαθέσιμοι σε περίπτωση που προκύψει πρόβλημα με τον πρώτο, ώστε να μη γίνει διακοπή στην ομαλή ροή των δεδομένων. Τα δεδομένα συλλέγονται αυτόματα κάθε ~60-70 δευτερόλεπτα και η ιστοσελίδα ενημερώνεται κάθε 10 λεπτά (διαγράμματα και δεδομένα), από το λογισμικό Virtual Weather Station (Internet edition).
      Ο σταθμός αποτελείται από ένα ανεμόμετρο (τοποθετημένο σε ιστό ύψους 7 μέτρων), ένα βροχόμετρο(Φ.6) (στερεωμένο σε μάρμαρο), έναν αισθητήρα θερμοκρασίας - υγρασίας (τοποθετημένο σε πιατοκλωβό),μηχανικά αεριζόμενο και έναν αισθητήρα μέτρησης υπεριώδους ακτινοβολίας UV(Φ.2). Όλοι οι αισθητήρες είναι τοποθετημένοι σε βέλτιστες θέσεις για την υψηλότερη δυνατή ακρίβεια, ενώ τα δεδομένα τους στέλνονται ασύρματα στην κονσόλα. Ο σταθμός (το υλικό μέρος) παρακολουθείται διαρκώς για την αξιοπιστία των δεδομένων του.
      Στις 26 Μαΐου 2018 τοποθετήθηκε στην οροφή του πιατοκλωβού πλαστικό πιάτο διαμέτρου 40 εκατοστών για απόλυτη ηλιοπροστασία (πιατοκλωβός «σομπρέρο»)(Φ.8). Επιπλέον αντικαταστάθηκε ο υπάρχων ανεμιστήρας με μεγαλύτερο, διαμέτρου 8cm, για καλύτερη ροή του εισερχόμενου αέρα. Ο εν λόγω ανεμιστήρας έχει μεγάλη διάρκεια ζωής καθότι ο άξονας περιστροφής του βρίσκεται ανάμεσα σε ρουλεμάν για λιγότερες τριβές(ball bearing).
      Μετά από 6 συνεχή χρόνια λειτουργίας έγινε αναβάθμιση του σταθμού στις 7/1/2018, με το μοντέλο WMR 200(Φ.4) το οποίο διαθέτει επιπλέον Datalogger, ώστε να αποθηκεύει δεδομένα 291 ημερών!
      Μια ακόμα αναβάθμιση πραγματοποιήθηκε στις 25/1/2019. Ο καινούργιος σταθμός είναι ο Davis Vantage Vue(Φ.1), που συνδυάζει την γνωστή ακρίβεια και αντοχή των σταθμών Davis, σε μία συμπαγή μονάδα που τοποθετείται και ρυθμίζεται εύκολα. Η εξωτερική μονάδα περιέχει τους αισθητήρες ανεμόμετρο-ανεμοδείκτη, βροχόμετρο και αισθητήρα θερμοκρασίας-υγρασίας.Η κονσόλα LCD η οποία επικοινωνεί ασύρματα με τους αισθητήρες, περιέχει το βαρόμετρο, και με την μοναδική λειτουργία Weather Center δίνει επιπλέονπληροφορίες για κάθε μεταβλητή. Στην κονσόλα υπάρχει ακόμα data logger που αποθηκεύει δεδομένα (μέχρι και 6 μηνών) ακόμα κι όταν(ο σταθμός) δεν είναι συνδεδεμένος με τον υπολογιστή. Η κανσόλα λαμβάνει δεδομένα κάθε 2,5 sec από το ανεμόμετρο-ανεμοδείκτη, κάθε 10 sec από το θερμόμετρο-υγρόμετρο και κάθε 20 sec από το βροχόμετρο.Τέλος στην ιστοσελίδα μας, τα δεδομένα ανανεώνονται κάθε 2 λεπτά, τα διαγράμματα-εικόνες κάθε 5 λεπτά, ενώ τα διαγράμματα πραγματικού χρόνου κάθε λεπτό.
      Στις 12 Απριλίου 2020 τοποθετήθηκε ένας μίνι ανεμιστήρας στον πιατοκλωβό του σταθμού για πιο ακριβείς ενδείξεις στις τιμές της θερμοκρασίας και υγρασίας. Η υλοποίηση της κατασκευής οφείλεται στον αμερικανό (mrwerley), ενώ αναλυτική περιγραφή της υπάρχει στον σύνδεσμο instructables.com. Πάνω σαυτήν έγιναν κάποιες τροποποιήσεις. Αντί για τα ηλιακά πανελάκια χρησιμοποιήθηκε σταθεροποιημένο τροφοδοτικό 12 Volt που οδηγεί ένα mini DC-DC Adjustable Buck Converter με έξοδο 0.8V έως 20V. Με μια αντίσταση 47Ωμ σε σειρά, μπορούμε να έχουμε στην έξοδο 0.6Volt. Με την τάση αυτή τροφοδοτούμε το πολύστροφο ανεμιστηράκι (χρησιμοποιείται σε ελικόπτερο-παιχνίδι), ώστε να έχουμε ~800στρ./min αντί 11.000 στροφές! Το μοτεράκι i-copter-S107G-14-Chopper-tail-unit-module και ο έλικάς του i-copter-S107G-06-Tail-blade αγοράστηκαν από την εταιρεία που κατασκευάζει το ελικόπτερο, ενώ το ψηφιακό στροφόμετρο DT-2234C και ο mini Converter MP1584EN από την Ελλάδα. Τέλος χρησιμοποιήθηκε ένα νέο σετ από πιατάκια, Vantage Vue Passive Radiation Shield (Φ.11 και Φ.12).
      Στις 15/12/2021 έγινε αντικατάσταση στο βροχόμετρο του μετ. σταθμού, λόγω ζημιάς που προήλθε από την καταιγίδα που έπληξε την περιοχή μας στις 14/10/2021 με ημερήσιο υετό 144mm!
       Ο μετεωρολογικός σταθμός Βύρωνα ανήκει στο Ελληνικό δίκτυο δημόσιων και ιδιωτικών μετεωρολογικών σταθμών stravon.gr και ταυτόχρονα στέλνει τα δεδομένα, όλο το 24ωρο σε διεθνή μετεωρολογικά δίκτυα, όπως το Weather Underground, το Awekas, το PWS Weather, το δίκτυο σταθμών του Davis Weatherlink, το Weathercloud, το Windy, το Citizen Weather Observer Program(CWOP) και το Weather Observations Website(WOW)-Met Office. Παράλληλα με τα μετεωρολογικά στοιχεία, μεταδίδει και εικόνα με γενική άποψη του ουρανού στον Βύρωνα από 3 δικτυακές κάμερες που υπάρχουν εγκατεστημένες για αυτό τον σκοπό και περιγράφονται αναλυτικά παρακάτω.

Φ.1. Davis Vntage Vue
Φ.2. Το αναλογικό βροχόμετρο
Φ.3. Αποψη των 2 μετ. σταθμών
Φ.4. Ο Oregon με τους αισθητήρες


Φ.5. Η microSD κάρτα SLC
Φ.6. Το βροχόμετρο
Φ.7. SHT31 Smart Gadget
Φ.8. Ο πιατοκλωβός «σομπρέρο»

Φ.9. Raspberry Pi 4B
Φ.10. Meteostick
Φ.11.Micro motor & Optical tachometer
Φ.12. DC-DC Adjustable Buck Converter

Σχετικά με τις κάμερες

       Η πρώτη web κάμερα είναι η LifeCam Studio. Στερεωμένη στα 8 μέτρα, ιστού ύψους 13 μέτρων,συνδέεται στη USB είσοδο netbook με τρία ενεργά καλώδια USB (HQCC-147HS), μήκους 5 μέτρων το καθένα. Για τη προστασία της από τις καιρικές συνθήκες ειναι τοποθετημένη σε αδιάβροχο κάλυμμα αλουμινίου (TSH-04), στερεωμένο σε περιστρεφόμενη βάση (TSB-60), με ανεμιστήρα που ενεργοποιείται όταν η θερμοκρασίαυπερβεί τους 37oC και θερμαινόμενο από ειδική αντίσταση τζάμι για την απομάκρυνση των υδρατμών, όταν η θερμοκρασία είναι κάτω από 10oC. Για την καλύτερη προστασία της από την ηλιακή ακτινοβολία, περικλείεται από φελιζόλ πάχους 2 εκατοστών.
Μετά από 2 συνεχή χρόνια λειτουργίας, στις 20 Ιουνίου 2015 αντικαταστάθηκε από τη δικτυακή κάμερα υψηλής ανάλυσης Hikvision DS-2CD2232-I5(Φ.14), για ακόμα καλύτερη θέαση των μετεωρολογικών φαινομένων.
       Η δεύτερη web κάμερα είναι η LifeCam Cinema, η οποία βρίσκεται στον ίδιο ιστό με την πρώτη, με τα ίδια ακριβώς παρελκόμενα. Στις 13 Δεκεμβρίου 2017 αντικαταστάθηκε από την δικτυακή κάμερα υψηλής ανάλυσης Hikvision DS-2CD2020F-I (Φ.15), για ακόμα καλύτερα αποτελέσματα όσον αφορά στην πανοραμική απεικόνιση.Τώρα πλέον δύο δικτυακές κάμερες αποτυπώνουν με τον καλύτερο τρόπο τον βορειοδυτικό ορίζοντα.
       Η τρίτη web κάμερα είναι η LifeCam Cinema. Τοποθετημένη σε άλλο ιστό ύψους 7 μέτρων, συνδέεται στη USB είσοδο netbook με ενεργό καλώδιο μήκους 15 μέτρων (equip-133311), προστατευμένη όπως και η πρώτη με κάλυμμα αλουμινίου ίδιων προδιαγραφών, στη οροφή της οποίας υπάρχει κολημένο κομμάτι από dowπάχους 3 εκατοστών. Στις 13 Απριλίου 2018 μετά από 5 χρόνια λειτουργίας, αντικαταστάθηκε από την δικτυακή κάμερα θόλου υψηλής ανάλυσης Hikvision DS-2DE3204W-DE(Φ.13), για ακόμα καλύτερα αποτελέσματα. Οι δύο δικτυακές κάμερες έχουνβορειο-δυτική κατεύθυνση, ενώ η τρίτη νοτιο-ανατολική.
       Τέλος η εικόνα της πρώτης κάμερας του Βύρωνα ταξιδεύει ζωντανά όλο το 24ωρο σε 14 διεθνή και Ελληνικά δίκτυα καμερών,
τα εξής: Earthcam, webcameras.gr, webcamplaza.net, Webcam Galore, The-Webcam-Network, camvista.com, Windy, Meteo-news.gr, WorldCam.eu, Patrick Senecal, Webcam-4insiders.com, και WEBCAMWORLD.com.


Φ13. Hikvision DS-2DE3204W-DE
Φ14. Hikvision DS-2CD2232-I5
Φ15. Hikvision DS-2CD2020F-I
Φ16. Ο εξοπλισμός


Σχετικά με τον αισθητήρα μέτρησης της ποιότητας του αέρα

       Το ενδιαφέρον μας για την ποιότητα του αέρα που αναπνέουμε στον Βύρωνα μας οδήγησε στην τοποθέτηση, στις 21 Ιανουαρίου 2020, αισθητήρα Laser SPS30 (Φ.17),ευρωπαϊκής εταιρίας, για την μέτρηση των πολύ επικίνδυνων για την υγεία σωματιδίων Particulate Matter PM1, PM2.5, PM4 και PM10. Ο αισθητήρας έχει διάρκεια ζωής περισσότερο από δέκα χρόνια, ενώ λειτουργεί συνεχώς επί 24 ώρες/ημέρα.
       Για την επικοινωνία του με τον υπολογιστή, χρησιμοποιείται ειδικό module UART σε USB (Φ.18), ενώ ο κώδικας είναι γραμμένος σε γλώσσα προγραμματισμού Python.Η δειγματοληψία γίνεται ανά 1 sec, ενώ κάθε 2 λεπτά λαμβάνεται η μέση τιμή με την οποία ενημερώνονται τα διαγράμματα των σωματιδίων PM2.5 και PM10.
       Ο αισθητήρας είναι τοποθετημένος στον μετεωρολογικό κλωβό μέσα σε πλαστική χοάνη, της οποίας το ανοικτό κάτω άκρο έχει την ίδια διάμετρο(10cm) με το άνοιγμα στη βάση του κλωβού, ώστε να υπάρχει άμεση επαφή με τον ατμοσφαιρικό αέρα (Φ.19 και Φ.20).Για τη σύνδεσή του με το netbook, χρησιμοποιείται ένα 5μετρο ενεργό καλώδιο USB.

Φ17. Αισθητήρας σωματιδίων PM
Φ18. UMFT234XD-01 Module
Φ19. Ο αισθητήρας κάτω από τον κλωβό
Φ20. Ο αισθητήρας μέσα στην χοάνη


Ο εξοπλισμός μας συνοπτικά (Φ.16)

1. Σταθμός Davis Vantage Vue Wireless με ανεμιστηράκι που λειτουργεί τους καλοκαιρινούς μήνες, για πιο ακριβείς ενδείξεις θερμοκρασίας-υγρασίας.
2. Davis Data Logger USB για σύνδεση της κονσόλας με Netbook (στο οποίο τρέχει το πρόγραμμα Weatherlink). Στο Data Logger μπορούν να αποθηκευθούν έως και 2.560 αρχεία δεδομένων, για μεταγενέστερη μεταφορά στον υπολογιστή.
3. Δεύτερη κονσόλα Davis (6351EU) με Data Logger USB συνδεδεμένο σε Netbook που τρέχει το προγραμμα CumulusMx.
4. Σταθμός Oregon WMR200 (με Data Logger), για σύγκριση των μετεωρολογικών στοιχείων.
5. Αναλογικό βροχόμετρο (280mm) OUTBACK BLUE(Φ.2) για σύγκριση των τιμών με το ψηφιακό βροχόμετρο του σταθμού.
6. Εφαρμογή Davis Weatherlink για επεξεργασία και προώθηση των μετεωρολογικών δεδομένων στο WeatherLink Cloud.
7. Εφαρμογή Virtual weather station για εμφάνιση των στατιστικών στην ιστοσελίδα του σταθμού.
8. Εφαρμογή CumulusMx για την εμφάνιση των διαγραμμάτων και των οργάνων σε πραγματικό χρόνο, στη σελίδα του σταθμού.
9. Mini υπολογιστής πλακέτας Raspberry Pi 4 Model B(Φ.9) κατανάλωσης 4 Watt με λογισμικό Meteobridge και δέκτης Meteostick(Φ.10) για την δημιουργία μοντέρνων διαγραμμάτων σε πραγματικό χρόνο και για επί πλέον επιλογές μετάδοσης δεδομένων σε δημόσια δίκτυα καιρού (Weather Underground, Awekas, Pws, EUweather, Weathercloud, Met Office, Citizen Weather Observer Program, κ.α)
10. Κάρτα microSD βιομηχανικού τύπου Single-Level-Cell την οποία επιβάλλει το meteobridge, για την αποφυγή αποτυχίας μετά από μερικούς μήνες λειτουργίας.(Φ.5) (Στην κάρτα αυτή είναι εγκατεστημένο το πρόγραμμα meteobridge που "τρέχει" στο Rpi 4B).
11. Εφαρμογή Weather34 σχεδιασμένη για σταθμούς Davis σε συνδιασμό με Meteobridge - Meteostick για μια μοντέρνα εμφάνιση των αισθητήρων και των διαγραμμάτων του σταθμού σε πραγματικό χρόνο.
12. Ψηφιακό θερμόμετρο-υγρόμετρο(κιτ)(Φ.7), μεγάλης ακριβείας, με τον αισθητήρα SHT31, τον οποίον έχουν οι σταθμοί Davis. Χρησιμοποιείται σαν όργανο αναφοράς για τη ρύθμιση του αισθητήρα θερμοκρασίας - υγρασίας του σταθμού. Λεπτομέρειες για αυτό το κιτ υπάρχουν εδώ.
13. Τρία Netbook 10.1'' χαμηλής κατανάλωσης (8 Watt), με αυτονομία μπαταρίας 7 ωρών.
14. Τρεις HD δικτυακές κάμερες 3Mp, 2Mp και 2Mp.
15. Ένα 8-Port Gigabit Desktop Switch.
16. Πέντε Mini DC UPS 15W εκ των οποίων τα τέσσερα χρησιμοποιούνται για αυτονομία της οπτικής ίνας (σύνδεση FTTH 100/10 Mbps)έως 8 ώρες σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, ενώ το πέμπτο για αυτονομία έως 8 ώρες στο Raspberry Pi 4.
17. Δύο UPS, 750VA και 850VA για αυτονομία στις κάμερες διάρκειας 3,5 ωρών το καθένα.
18. Έξυπνη μπρίζα για τηλεχειρισμό των καμερών.
19. Πρίζα προστασίας από τις αυξομειώσεις της τάσης του δικτύου παροχής της ενέργειας.
20. Έξυπνη μπρίζα για μέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας(Kwh) σε πραγματικό χρόνο, όλων των συσκευών του μετεωρολογικού σταθμού.
21. Αισθητήρας ακριβείας Laser SPS30, για την μέτρηση των σωματιδίων Particulate Matter (PM).
22. Module UMFT234XD-01 UART σε USB για την επικοινωνία του αισθητήρα SPS30 με τον υπολογιστή.
23. USB καλώδιο HQ, 5μετρο ενεργό (με ενισχυτή, HQCC-147HS) για την τοποθέτηση του αισθητήρα SPS30 σε εξωτερικό χώρο.
24. ακολουθούν τα εξαρτήματα για τη κατακευή του μίνι ανεμιστήρα
a). Mοτεράκι i-copter-S107G-14-Chopper-tail-unit-module,
b). ο έλικάς του i-copter-S107G-06-Tail-blade,
c). ψηφιακό στροφόμετρο laser DT-2234C,
d). ο mini Converter MP1584EN,
e). σταθεροποιημένο τροφοδοτικό 12V/0,5A,
στ). και πλαστικό κουτάκι 7,2x4,4x2,2 cm.

Παρατηρήσεις και σχόλια για το σταθμό και την ιστοσελίδα, μπορείτε να στέλνετε με στον υπεύθυνο του σταθμού Κώστα Ζαφειρόπουλο.