Чуть больше четырёх лет назад посетила меня мысль, измерять температуру и влажность на улице на даче и собирать её в базу, для последующего анализа, построения графиков и мониторинга.
Первый мой опыт - разместить датчик над входом в дом, поместил его в капсулу, заклеил её алюминиевым скотчем и радостно наблюдал за невероятным перегревом при попадании солнечных лучей. Более-менее адекватные показания были только ночью.
После этого начал изучать информацию в интернете и нашёл несколько различных вариантов, о которых и расскажу.
1. Метеорологическая будка, иначе будка Стивенсона или психрометрическая будка - это специальная конструкция, созданная для защиты измерительных приборов от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков.
2. Уличный корпус-экран - специальная конструкция из нескольких "чашечек" которые прикрывают датчик.
Метеобудка, установленная мной на даче, отработала примерно год и я решил провести эксперимент, а именно сравнить как будут отличаться показания датчиков в метеобудке и в термальном щите, расположенные в одной локации в зависимости от времени суток.
Предварительно в метеобудке, для повышения надежности, было установлено два сенсора температуры и влажности SHT31 и SI7021, подключены к ESP8266 на прошивке wifi-iot. Сама метеобудка запитана солнечными панелями, а энергия аккумулируется в Li-ion аккумуляторе. При этом работает круглосуточно, данные считываются каждую минуту и уходят на мой сервер и на Народный мониторинг.
За примерно три года работы было получено большое количество интересных данных и поменяно три дополнительных датчика температуры и влажности, sht31 так и продолжает работать.
Датчики в пределах погрешности (±0,3) показывают одну температуру. SI7021, что до замены, что после, измерял значение температуры незначительно ниже, чем SHT31, максимальная разница составила -0,2°С.
Смотрите график ниже:
Для эксперимента датчик SI7021 был вынесен из метеобудки на 40 см, помещён в чашечный корпус и расположен та той же высоте, что и датчик в метеобудке.
После этого собирались и сравнивались данные с обоих датчиков на протяжении нескольких месяцев.
Были получены следующие типичные результаты:
Как и ожидалось, датчик, находящийся вне метеобудки в солнечный день несколько перегревается.
Но если мы обратим внимание на измерения в самый солнечный день, то увидим следующую картину:
Перегрев датчика не превосходит 3,3°С, перегрев достаточно эпизодический, вплоть до отрицательных значений.
Это означает, что корпус на солнце без ветра незначительно нагревается, но любой порыв ветра тут же его охлаждает. При этом перегрев не превосходит 4°С, что является приемлемым значением.
Далее был изготовлен аналогичный корпус из металла. Чашки были изготовлены из 1 мм оцинкованного железа (что было на даче).
Аналогично первому корпусу были собраны данные, но значимых различий между ними обнаружено не было, так как и у металлического корпуса перегрев в солнечную погоду не превышал 4°С.
Отдельно можно отметить, что датчики, находящиеся в чашечных корпусах при охлаждении воздуха вечером реагируют значительно быстрее, чем датчик в метеобудке. Это связано со значительно более низкой теплопроводностью метеобудки.
При этом вечером разность температур достигала максимум 1°С. Датчик, находящийся во внешнем корпусе был холоднее датчика в метеобудке.
Данный корпус также можно приобрести на заказ у разработчика.
Выводы:
1. Существует два метода размещения уличного датчика для получения адекватных показаний температуры и влажности воздуха. Будка Стивенсона и уличный корпус-экран.
2. Будка Стивенсона предпочтительнее, но занимает значительно больше места. Минимальный размер 400х400х400 мм
3. Уличный корпус-экран позволяет получать правдивые данные с учетом незначительного (менее 4°С) перегрева.
4. Уличный корпус-экран занимает значительно меньше места (размер корпуса 90х90х140 мм) и может быть размещен на стене многоквартирного дома.
5. Значимых различий между корпус-экранами, изготовленными из металла или пластика, влияющих на качество получаемых показаний не выявлено.
#температуравоздуха #влажностьвоздуха #DIY #своимируками #метеостанция #народныймониторинг #narodmon #метеобудка #дача #эксперименты
