Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Consigli per gli acquisti e a tutto quanto concerne la strumentazione meteorologica

Moderatori: Moderatore, RaffoxBS

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Daniel » mer 25 nov, 2020 23:08

alluminio ha scritto:
Daniel ha scritto:
P.S: resta comunque il fatto che anche questa stazione l'abbiamo fatta andare ;-)


Grande !
Tra un pò allora tornerò alla carica anche io con la mia PCE per collegarla metà con arduino e metà con il raspberry :-)
Ottimo! Sempre pronto a dare una mano per quanto riesco!


Inviato dal mio iPhone utilizzando Tapatalk
Avatar utente
Daniel
Socio sostenitore
 
Messaggi: 439
Iscritto il: sab 19 ott, 2019 18:02
Località: Carpenedolo (BS)

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Snowflake » gio 26 nov, 2020 09:50

Bravo Daniel, ottima analisi finale
Snowflake
Avatar utente
Snowflake
Socio sostenitore
 
Messaggi: 6065
Iscritto il: lun 17 mar, 2008 21:37
Località: Brescia loc. Fornaci

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Daniel » gio 26 nov, 2020 10:03

Snowflake ha scritto:Bravo Daniel, ottima analisi finale
Grazie Fabio!


Inviato dal mio iPhone utilizzando Tapatalk
Avatar utente
Daniel
Socio sostenitore
 
Messaggi: 439
Iscritto il: sab 19 ott, 2019 18:02
Località: Carpenedolo (BS)

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Sergio_Albisola_SV » gio 26 nov, 2020 13:44

Daniel ha scritto:I dati che invia seguono la formattazione di WeatherUnderground MA con unità °C, hPa, m/s. Per quanto riguarda indice UV non è presente e la radiazione solare non abbiamo capito l'unità di misura esatta.

Grazie alle stringhe originali della console HP1000/WeatherRanger che mi metti a disposizione, posso ora confermare che:
- trasmette la radiazione solare in Lux e il suo fattore di conversione di default è 1W/m2=126.7Lux (calibrabile, come tutti i parametri, che vengono calcolati, trasmessi, visualizzati e salvati calibrati).
- non trasmette l’UVI (Index, che visualizza a schermo e salva), ma il più completo e non discretizzato dato che lo origina, la radiazione UV (uW/cm2).
Approfondirò con il distributore questi ed altri aspetti, anche per verificare se fossero controllabili da Firmware (non dalla console, che modifica solo la visualizzazione).
Grazie Daniel per la bella spiegazione sulla trasmissione/ricezione/elaborazione/salvataggio dati, in cui sei formidabile, e ancor più per il grande lavoro che hai fatto per implementarla e metterla a punto! :clapping:
Ultima modifica di Sergio_Albisola_SV il ven 27 nov, 2020 08:47, modificato 1 volta in totale.
Avatar utente
Sergio_Albisola_SV
Nuvoloso
Nuvoloso
 
Messaggi: 27
Iscritto il: sab 24 ott, 2020 16:34

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Sergio_Albisola_SV » gio 26 nov, 2020 23:34

Daniel ha scritto:la console ultra sofisticata fa anche da Datalogger (migliore oltretutto del Davis!).

Del datalogger integrato avevo già intenzione di scrivere, ho chiarito qualcosa e l’ho aggiunto a viewtopic.php?f=4&t=19151#p429705 e anche i consumi elettrici e sovratemperature in varie condizioni.
se decifrerò le sue modalità di calcolo del salvataggio dati (da 16” a 1’, medie, max etc) le aggiungerò...
Ma gli esperti di SW per gestione dati meteo siete voi! Se mi consigliate un programma/modo più flessibile e completo per post-elaborare i dati del Datalogger scaricati sul PC, con grafici complessi, la stazione diventerebbe una meraviglia, grazie! ;-)
(il file dati d'esempio non me lo lascia allegare, è un .csv separato da tabulazioni)
Avatar utente
Sergio_Albisola_SV
Nuvoloso
Nuvoloso
 
Messaggi: 27
Iscritto il: sab 24 ott, 2020 16:34

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Sergio_Albisola_SV » mar 08 dic, 2020 00:44

Dal 1° dicembre la stazione Albisola è operativa e collegata a Meteopassione!
https://www.meteopassione.com/stazioni/ ... periore-sv

Albisola stazione, paesaggio S.jpg
Albisola stazione, paesaggio S.jpg (794.02 KiB) Osservato 1050 volte

È già stata collaudata dal maltempo di questi duri primi giorni di dicembre con raffiche fino a 76 km/h, rain rate fino a 13 mm/h con pioggia 40 mm/g, temperatura 2°C e umidità 92%, con esito positivo.

Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger e antenna Yagi AIS MarineTraffic.jpg
Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger e antenna Yagi AIS MarineTraffic.jpg (630.68 KiB) Osservato 1050 volte

Le stazioni erano prima state un mesetto in prova e messa punto, a casa e sul tetto, con controlli, modifiche e migliorie dall’esito molto soddisfacente.
Così i dati sono già di buona qualità, anche se sto elaborando i moltissimi rilevamenti comparati di test, anche in ambiente controllato, tra le mie 2 stazioni meteo HP1000 FineOffest/WeatherRanger e tanti altri sensori termo-igro-barometrici che ho, per calibrazioni finali molto precise.
viewtopic.php?f=4&t=19282&p=432510#p432510 per i risultati.
La particolare elaborazione dei dati trasmessi, brillante lavoro di Daniel, ne rispetta la velocità e precisione tranne per il vento e vento medio che sono lievemente abbondanti, le raffiche sono esatte e non ne sfugge una!
L’alberetto del vento ospita una raffinata meccanica di precisione ad assi coassiali in inox amagnetico tornito e fresato, con 2 cuscinetti distanziati per ciascun sensore, esente da interferenze aerodinamiche con le parti circostanti (a differenza di altre stazioni).
L’installazione è orientata astronomicamente e solida, priva di giochi/oscillazioni e controventata, tutto è messo elettricamente a terra.

Palo h 2m sopra casotto h 3m; 33m h slm 50%.jpg
Palo h 2m sopra casotto h 3m; 33m h slm 50%.jpg (505.43 KiB) Osservato 1050 volte

Sotto al sensore OUT WH24B Fine Offset/Weather Ranger, c’è l’antenna direttiva Yagi 3 elementi @162MHz/polarizzazione verticale 140° della stazione AIS (posizioni, rotte e dati di navi e imbarcazioni) collegata a MarineTraffic tramite il ricevitore con Raspberry nella scatola a destra della base del palo, che raggiunge il Router via Wi-Fi @2.4Mhz analogamente alla console HP1000 (v. viewtopic.php?f=4&t=19151#p429705), con la differenza che l’antenna è collegata via cavo, mentre il sensore OUT WH24B lo è via radio FSK @433.92MHz (v. viewtopic.php?f=4&t=19151#p429748).

Oltre ai test del pluviometro, al completo smontaggio del sensore OUT, al suo studio interno con foto dettagliate e verificandolo di eccellente qualità, gli ho anche fatto manutenzione preventiva e modifiche per migliorarne l’affidabilità e durata.
In seguito proseguirò i test del pannello e dello schermo solare, che è meglio ombreggiato dal corpo del sensore rispetto alle altre stazioni, anche in prossimità del solstizio d’inverno, come perfetta è l’inclinazione del pannello solare, privo di ombreggiature.

Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger alle h 13 del 30-11-2020.jpg
Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger alle h 13 del 30-11-2020.jpg (691.55 KiB) Osservato 1050 volte
Ultima modifica di Sergio_Albisola_SV il lun 11 gen, 2021 19:16, modificato 2 volte in totale.
Avatar utente
Sergio_Albisola_SV
Nuvoloso
Nuvoloso
 
Messaggi: 27
Iscritto il: sab 24 ott, 2020 16:34

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda RaffoxBS » mar 08 dic, 2020 00:50

Ottimo. Sicuramente è studiata bene. Unico dubbio è lo schermo solare. Ci saprai dire


Inviato dal mio iPhone utilizzando Tapatalk
Avatar utente
RaffoxBS
Direttivo Meteopassione
 
Messaggi: 13460
Iscritto il: sab 01 mar, 2008 17:15
Località: Brescia

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Daniel » mar 08 dic, 2020 10:28

Sempre un ottimo lavoro Sergio, la precisione e l’interesse che stai mettendo nello studio approfondito di questa stazione ti contraddistingue!
Ho solo un dubbio quando hai detto che il palo è a terra: intendi proprio fisicamente collegato ad un cavo di terra? In quel caso, per il poco che so di elettrotecnica e impiantistica non è una grande cosa da fare perché in questo caso hai creato un parafulmine, quindi al posto di allontanarli li attrai! Però lieto di essere smentito in questo caso, anzi mi piacerebbe saperne di più in merito.

Altra cosa interessante come fa notare Raffaele è lo schermo solare, probabilmente non noterai differenze perché la continua ventilazione ti sarà di aiuto.


Inviato dal mio iPhone utilizzando Tapatalk
Avatar utente
Daniel
Socio sostenitore
 
Messaggi: 439
Iscritto il: sab 19 ott, 2019 18:02
Località: Carpenedolo (BS)

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Sergio_Albisola_SV » mer 09 dic, 2020 21:15

Grazie Raffale e grazie Daniel, per lo schermo solare (è lo stesso, ma meglio ombreggiato, dei Fine Offset 2/3 bracci bianchi e somiglia a quello della Davis Vue, voi cosa ne dite?) volentieri, quando avrò risultati attendibili.
Daniel ha scritto:... il palo è a terra: intendi proprio fisicamente collegato ad un cavo di terra? In quel caso ... hai creato un parafulmine ... mi piacerebbe saperne di più in merito.

L’argomento fulmini e messa a terra di pali, antenne e stazioni meteo è molto controverso, a volte stravagante, così come la variabilità delle situazioni reali, perciò provo a porre qualche punto fermo semplificato:
- i fulmini vanno da un punto all’altro della nube, da nube a nube o da nube a Terra (che ha potenziale 0, è a terra!) se hanno potenziali sufficientemente diversi (d.d.p. differenza di potenziale elettrico, detta anche “tensione”), cioè almeno decine di milioni di Volt (MV, proporzionali alla distanza)
- le loro d.d.p sono spesso di centinaia di MV, con correnti di decine di migliaia di Ampere (kA): milioni di MW di potenza istantanea, enorme!
- durano pochissimo, con scariche di pochi millisecondi generalmente ripetute e quindi con durata totale fin oltre il secondo, con potere distruttivo termico e irradiazione di violenti campi elettromagnetici ad ampio spettro di frequenze dovuti ai veloci transienti dell’enorme corrente
- il loro percorso non è lineare, tende però a seguire la via più breve se è anche quella con minor resistenza/isolamento

I nostri pali sono generalmente a potenziale 0, perché metallici e collegati a terra volutamente (in certi casi è obbligo di legge), o di fatto perché gli attacchi delle loro controventature ed i loro attacchi sono metallici e murati o tassellati o fissati con fasce metalliche alle murature, oppure sono piantati nel suolo o prolungano altri pali conduttori.
Possiamo sperare di non dar loro il ruolo di parafulmine di fatto?
Molto difficilmente, secondo me!
Provo con i miei ragionamenti semplificati:
la rigidità dielettrica (capacità di non farsi attraversare/perforare da una corrente elettrica) degli isolanti comuni è sui 25kV/mm, quindi ne servono 4 cm minimi per isolare, in teoria, 1 solo MV!
Ma raddoppiamo almeno, perché sono generalmente bagnati, sporchi e la scarica preferisce aggirali in superficie...
E l’aria? Il potere dielettrico è 3kV/mm che scende a 1 quando è umida, proprio quando l’isolamento ci vorrebbe. Ne serve quindi 1 metro a 1 solo MV...
Calcoli sbagliati? No, basta guardare le linee ad alta tensione, che lavorano a “soli” 0,38MV (380kV) per vedere alettatissimi isolatori lunghissimi e fili distanziati metri!
Il temuto fulmine di MV ne ha centinaia, o meglio, li ha già il campo elettrico tra nube e terra che lo genererà quando supererà la rigidità dielettrica dell’aria, ed è facile intuire che nessun isolante realistico ce la possa fare a tenere isolato il nostro palo conduttore a queste d.d.p., tantomeno le nostre murature, quand’anche non siano in CA, o le nostre tegole e comignoli, né le guaine impermeabili da 3/4mm, visto che le d.d.p. del campo sono dell’ordine dei 2MV per ogni metro.

Se proviamo a vederla in altro modo, non come perforazione del dielettrico ma come resistenza (acqua con sporco, sali etc) in parallelo all’isolante (perfetto? no, di solito), sarà certo molto alta, dell’ordine dei milioni di Ohm (M Ω), ma 1 solo MV fa scorrere 0,01A in una resistenza da 100MΩ (a d.d.p. normali la consideriamo un isolamento), di corrente quindi ce n’è ben più della necessaria per portare gradualmente al potenziale 0 di terra il nostro palo ordinario non a terra, anzi semisolato, nella fase preparatoria per il successivo fulmine (prima era a potenziale flottante e indefinito, ma probabilmente un po’ più vicino a quello della nube, “appeso” in gergo, finché in isolamento perfetto, si carica elettrostaticamente).

L’unico caso che dà qualche speranza è il palo completamente isolante
in plastica o fibra di vetro, con lunghezza libera di almeno qualche metro, con le controventature in filo di nylon pieno, non in tessile e tantomeno metalliche, non vicino ad altri oggetti rialzati e senza alcuna discesa di cavi...
Certo è da considerare, se applicabile, quando null’altro nei dintorni sia più alto o più attraente per i fulmini, che possiamo sperare preferiscano scaricarsi al suolo tramite l’aria.
In tutti gli altri casi, cioè quelli usuali, compresi i pali di legno umidi e quelli isolanti con discese di cavi, penso ci si debba rassegnare: il palo è un parafulmine di fatto e, se il fulmine lo colpisce direttamente, è molto probabile che siano distrutte almeno le apparecchiature elettroniche, anche se non in contatto elettrico col palo ma adiacenti, o a distanza ma collegate via cavo.

Fortunatamente è improbabile, perché qualcos’altro di più alto (o più esteso, p.e. grondaie e coperture metalliche, ringhiere, solette in CA, linee elettriche, colline o di più specializzato, p.e. parafulmine a punte o ionizzante) nei dintorni c’è quasi sempre.

Allora non far nulla e sperare? No, possiamo fare cose utili!
...e allora una buona terra è indispensabile.
E’ di gran lunga più comune non essere colpiti direttamente, ma di subire il campo elettromagnetico del fulmine, cioè le sovratensioni indotte dalla sua violenta e ripetuta radiazione elettromagnetica, che sia caduto nei dintorni o che sia stato tra le nubi, come 4-5 volte più di frequente accade!

E’ quanto basta per danneggiare le nostre apparecchiature elettroniche, penso che ciascuno di noi l’abbia sperimentato.

Fulmini nube-nube, 4-5 volte più probabili dei nube-terra 2.jpg
Fulmini nube-nube, 4-5 volte più probabili dei nube-terra 2.jpg (92.29 KiB) Osservato 990 volte

Fin qui i ragionamenti teorici, veniamo alla pratica e all’esperienza, a cui sarebbe bello sommare la vostra:
- ho avuto 2 guasti diversi a 2 miei trasmettitori/sensori termo-igro della stazione meteo AOK (molto simili ai vs. PCE vecchio modello), tra settembre 2017 e settembre 2020; erano sul palo come l’attuale HP1000, la prima volta non messo a terra (solo “di fatto”), la seconda sì, in nessun caso c'erano schermature e/o messe a terra del trasmettitore, in entrambi i casi i fulmini erano vicini ma non sul mio tetto e sui circostanti
- non ho avuto nessun guasto né disturbo alla stazione AIS, in servizio da giugno 2018 (che subì anche la stessa scarica che danneggiò il 2° trasmettitore AOK), con abbondanti schermature e messe a terra, ben ragionate insieme allo specialista di MarineTraffic, che ha una grossa esperienza con circa 5.000 stazioni radio AIS intorno al mondo, la cui antenna tipicamente non è come la mia Yagi direttiva ma una ground plane con lo stilo centrale a terra in CC (è isolato solo in RF, è lungo e sottile e installato nella posizione più alta, proprio come un parafulmine) per scaricare tramite la sua massa e il palo.
Antenna ground plane con stilo a terra AIS MarineTraffic.png
Antenna ground plane con stilo a terra AIS MarineTraffic.png (114.06 KiB) Osservato 990 volte
Condivido il dialogo e il disegno:
“Hallo Dimitris, the electrical plant will be standard compliant and will have the mast grounded (6 mm^2 cable), Yagi antenna boom and RF connector are directly grounded to the mast, there is a grounded aluminium shield inside the receiver protection box (3 of 6 sides, the other 3 are less noisy and used for Wi-Fi transmission of the Raspberry Pi, enhanced by shield reflection), with separate ground path to avoid ground loops.
Sergio”

“Hi Sergio, also grounding everything properly will help a lot and protect the receiver and it's frontend from rogue static transients.
The SLR350Ni receiver might be a little tricky to ground properly though since the chassis is plastic, however you can ground both the antenna connector of the SLR350Ni and the PSU of the receiver and that will suffice.
The GND of the Raspberry Pi inside is coupled to the RF GND, so you have a uniform path to ground.
Dimitris Vitoris
Hardware R&D engineer”

Albisola new MarineTraffic AIS station - Giune 2018.png
Albisola new MarineTraffic AIS station - Giune 2018.png (22.77 KiB) Osservato 990 volte
Da 2 anni e mezzo e finora va a meraviglia, vedremo!

Qui c’è il mio esperimento, basato su tutto quanto sopra, per proteggere l’elettronica del nuovo sensore OUT WH24B della HP1000:

Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger, schermatura interna fulmini.jpg
Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger, schermatura interna fulmini.jpg (161.36 KiB) Osservato 990 volte

L’idea è di creare una parziale gabbia di Faraday schermante (i fili azzurri), ma non collegata alla massa elettrica/RF, nella parte superiore più esposta alle scariche elettromagnetiche (ripeto, quelle indirette e non il fulmine che colpisce direttamente, per il quale non ho speranze) e scaricarne la corrente indotta a terra tramite il palo per limitare le sovratensioni sui circuiti, senza però schermare la trasmissione radio laterale e verso il basso, forse aumentata per riflessione dallo schermo.
Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger, schermatura interna fulmini 2.jpg
Sensore OUT WH24B Fine Offset WeatherRanger, schermatura interna fulmini 2.jpg (121.98 KiB) Osservato 990 volte

Ho poi ripetuto la “controprova” (v. viewtopic.php?f=4&t=19151&sid=fd973f666cae82774b91a6f622bbfa14#p429748) senza notare alcun decadimento delle notevoli prestazioni radio @433MHz, anzi l’ho messo più in difficoltà con lastre metalliche senza trovarne il limite.
Ho evitato lunghezze e spire di 17,3 cm e multipli (1/4 d’onda) posando i fili, per evitare assorbimenti RF.
La forma, sostanzialmente arrotondata e piatta, della schermatura dovrebbe prevenire l’effetto punta, attrattivo per i fulmini.
La schermatura in lamierino d’alluminio è invece specifica per la motherboard entro contenuta.
Avatar utente
Sergio_Albisola_SV
Nuvoloso
Nuvoloso
 
Messaggi: 27
Iscritto il: sab 24 ott, 2020 16:34

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda Daniel » gio 10 dic, 2020 21:13

Ottima trattazione, non avevo valutato le scariche indirette!


Inviato dal mio iPhone utilizzando Tapatalk
Avatar utente
Daniel
Socio sostenitore
 
Messaggi: 439
Iscritto il: sab 19 ott, 2019 18:02
Località: Carpenedolo (BS)

Re: Stazioni meteo FINE OFFSET (strumenti meteo)

Messaggioda RaffoxBS » sab 12 dic, 2020 19:32

Ciao Sergio, grazie per la super spiegazione!

Abbiamo avuto alcuni casi in cui le stazioni meteo sono saltate, ma ammetto che non abbiamo mai approfondito troppo la cosa.

Stefano so che tiene una statistica delle stazioni che saltano, forse ha qualcosa di interessante anche per i fulmini
Avatar utente
RaffoxBS
Direttivo Meteopassione
 
Messaggi: 13460
Iscritto il: sab 01 mar, 2008 17:15
Località: Brescia

Precedente

Torna a Strumenti meteo

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 2 ospiti