WX/CWOP - Citizen Weather Observer Program

CWOP (Citizen Weather Observer Program) to program skupiający amatorskie stacje pogodowe, które przesyłają dane meteorologiczne do amerykańskiej służby pogodowej NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). 

Jest to sieć o zasięgu globalnym, wykorzystująca dane w czasie rzeczywistym.

Dane z prywatnych stacji są wysyłane przez internet lub APRS do serwera FindU a następnie co 5 minut przekazywane do NOAA MADIS. Dane z tych stacji można przeglądać na żywo na stronie: aprs.fi 

FindU.com działa jako solidna baza danych archiwizująca dane APRS (Automatic Packet Reporting System), w tym raporty pogodowe, pozycji, telemetryczne i wiadomości. Integruje dane zarówno z amatorskich systemów radiowych APRS, jak i internetowego programu Citizen Weather Observer Program. Zebrane informacje pomagają w prognozowaniu pogody i monitorowaniu warunków atmosferycznych.

Moja, bardzo prosta, stacja pogodowa, wysyłająca ramki co 10 minut, zbudowana została z następujących modułów:

Moduł WiFi ESP-8266 LoLin v.3

ESP 8266  LoLin ver. 3

• Zbudowany w oparciu o układ ESP8266-12F z anteną PCB
• Realizuje łączność Wi-Fi w standardzie 802.11 b/g/n
• Działa w trybach AP (Access Point), STA (Standalone), AP+STA
• Obsługuje TKIP, WEP, CRC, CCMP, WPA/WPA2, WPS
• Zasilanie: 3.3 V (lub 5 V przez port USB)
• Procesor RISC 80 MHz
• Posiada 10 portów GPIO - PWM / I2C / SPI / 1-Wire
• Maksymalne natężenie prądu na pinach I/O: 12 mA
• Konwerter USB-UART - CH340
• Konwerter ADC - 10-bitowy
• 30 pinów w rastrze 2,54 mm - Pasuje do płytek stykowych
• Złącze micro USB
• Wymiary: 58 x 30 mm, płytka jest cztero-warstwowa
• Dwa przyciski: FLASH, służący do programowania, oraz RST (RESET)
• Moduł możemy zaprogramować w środowisku Arduino IDE (pokazała się nowa wersja IDE 1.9 BETA z podpowiedzią składni !)
• dodatkowe informacje: ESP8266 wiki poniżej schemat wyprowadzenia pinów:

Czujnik ciśnienia, temperatury i wilgotności BME-280

•  Napięcie 1,8 - 5,0 V DC
•  Interfejs I2C (do 3,4 MHz), SPI (do 10 MHz)
•  Temperatura operacyjna: od -40 do +85°C
•  Wilgotność operacyjna: 0 - 100%
•  Ciśnienie operacyjne: 300 - 1.100 hPa
•  Dokładność pomiaru temperatury: 0,01 °C
•  Dokładność pomiaru wilgotności: 0,008 %
•  Dokładność pomiaru ciśnienia: 0,18 Pa
•  Błąd pomiaru temperatury: +1°C
•  Błąd pomiaru wilgotności: +3%
•  Błąd pomiaru ciśnienia: +1 Pa
•  Stały adres I2C
•  dodatkowe informacje: BME280 wiki
•  czujnik wyskalować możemy za pomocą Arduino IDE
•  z GitHub należy pobrać bibliotekę Grove_BME280-master

Widok mojej stacji WX na mapie APRS.

Adres lokalny IP mojej stacji: 192.168.1.10  -  widok w przeglądarce.
Po kolejnej konfiguracji jest to adres: 192.168.1.16

Serwer Polskiej Grupy APRS.

Serwer Citizen Weather Observer Program.

ESP8266 NodeMCU-12E with BME280 Environment Sensor

Jeśli już jesteś na moim blogu zerknij proszę na: Wykresy parametrów pogody 
Czujka barometru BME280 została zlokalizowana na 114 m n.p.m.
Podawane na wykresie ciśnienie atmosferyczne zostało zredukowane do poziomu morza.

Dew point to temperatura punktu rosy.

Przybliżony wzór służący do wyznaczenia temperatury punktu rosy:

${\displaystyle t_{d}={\sqrt[{8}]{\frac {H}{100}}}\cdot [112+(0,9\cdot t)]+(0,1\cdot t)-112}$

• td – temperatura punktu rosy [°C]
• t – temperatura [°C]
• H – wilgotność względna w %

Moje plany na rok 2017 obejmowały zbudowanie stacji pogodowej, która miała określać jeszcze: kierunek i siłę wiatru, natężenie oświetlenia i indeks UV. 

Zakupiłem moduł analogowego czujnika detekcji UV GUVA-S12SD. 

Pewnie byłoby łatwiej wykonać aplikację korzystając z czujnika I2C np.: Si1145 Silicon Labs.

Zakupiony moduł może być zasilany napięciem od 2,5 V do 5 V.

Wykrywa promieniowania w zakresie od 240 do 370 nanometrów (nm).

Czujnik ten zawiera filtr, który skutecznie tłumi zakłócenia ze światła widzialnego i podczerwieni, zapewniając wysoką precyzję pomiarów. Ta cecha konstrukcyjna gwarantuje dokładne i wiarygodne dane, wolne od zakłóceń.

Moduł czujnika UV zaplanowałem umieścić w rurce wykonanej z kwarcu - nie łatwo byłą ją zdobyć ! Kwarcowa obudowa czujnika UV kilkakrotnie przekroczyła wartość czujnika.

Indeks UV oblicza się, dzieląc natężenie promieniowania UV wyrażone w miliwatach na metr kwadratowy przez stałą wartość  25 miliwatów na metr kwadratowy. 

Wynik w skali 0–11+ określa ryzyko uszkodzeń skóry i oczu

Wartości 3-5 są umiarkowane, 6-7 wysokie, a 8-10 bardzo wysokie. 

Wartości 11+ to ekstremalne ryzyko oparzeń po kilka minutach ekspozycji.

Ciśnienie normalne to:

1 atm = 1,0333227 at = 760 Tr = 101325 Pa = 101325 N/m2