Documents de référence
Classification d’un site 35B
Conseils sur l’installation de capteurs météorologiques chez des passionnés n°39
Calcul théorique de la pression fonction de l'altitude
Guide des instruments et des méthodes d’observation météorologiques 2010
TO DO List
Etude du baromètre
La station est à l'étude à Tarbes, plus proche des stations météo que Caixon. Observation de la pression de la station météo France située à Ossun(nord), à 10km sud ouest et de celle de Tournay(Vantage vue) à 13km au sud est.
Une correction de 0,4hPa a été éffectuée aux alentours de 1015hPa pour suivre la station d'Ossun.
Quelques échantillons pris au hasard montrent que la mesure est répétable(on retrouve approximativement les mêmes points)
Le capteur tient sa promesse de 1hPa de précision.
| Station hPa | Ossun hPa | Tournay hPa |
|---|---|---|
| 1027,3 | 1028,2 | 1027,1 |
| 1027,4 | 1027,4 | 1027,4 |
| 1026 | 1027 | 1025,9 |
| 1025,8 | 1026,3 | 1026,1 |
| 1025,1 | 1025,2 | 1025,6 |
| 1024 | 1024 | 1023,4 |
| 1023,3 | 1022,9 | 1022.9 |
| 1023.1 | 1022,6 | 1022,4 |
| 1022 | 1022 | 1021,4 |
| 1021,4 | 1022 | 1021 |
| 1021 | 1020,4 | 1020,4 |
| 1020,4 | 1020,4 | 1020,5 |
| 1020,1 | 1020 | 1020 |
| 1017,7 | 1017,7 | 1017,2 |
| 1017,5 | 1017,5 | 1016,9 |
| 1017,1 | 1017,2 | 1016,4 |
| 1016,4 | 1016,5 | 1015,8 |
| 1016,4 | 1016,8 | 1015,5 |
| 1016,5 | 1016,6 | 1015,7 |
| 1016,3 | 1016,1 | 1015,4 |
| 1016,1 | 1016 | 1015,4 |
| 1015,8 | 1015,3 | 1015,2 |
| 1014,8 | 1014,8 | 1014,8 |
| 1014,3 | 1014,4 | 1014,4 |
| 1014,1 | 1013,9 | 1013,9 |
| 1013,9 | 1013,9 | 1013,7 |
| 1014 | 1014,3 | 1014 |
| 1014,2 | 1014,4 | 1014,2 |
| 1013,1 | 1013,2 | 1012,8 |
| 1012,1 | 1012 | 1011,6 |
| 1011,4 | 1011,1 | 1010,7 |
| 1010,8 | 1010,2 | 1009,7 |
| 1009,8 | 1009,2 | 1008,9 |
| 1008,1 | 1008 | 1007,1 |
| 1007,1 | 1006,9 | 1006,1 |
| 1006,1 | 1005,9 | 1005,3 |
| 1005,2 | 1005,1 | 1004,8 |
To do
Pluviomètre à installer et choisir un bon emplacement couverture wifi et environnement/erreurs de mesure
Tester l'alimentation autonome du site qui évite de tirer un cable de 40m pas esthétique et aussi couteux qu'un panneau solaire. Les power bank ne fonctionne pas, ils restent en veille et ne délivre aucune tension vue la faible énergie demandée
Inserer la camera dans une boite plexo et l'installer
Réflechir si un anémometre peut être installé... si c'est intéréssant...
Ameliorer et remplir le site web
construire un abri meteo Stevenson
Rendre les circuits étanches à la condensation (électronique à l'extérieur )
Frais engagés
| Antenne wifi longue distance | 100€ |
|---|---|
| 2 x ESP8266 D Mini | 20€ |
| Capteur BME280 (pression, humidité) | 15€ |
| Tsic506F (capteur de température) | 15€ |
| ESP32 CAM (webcam) | 15€ |
| Pluviométre | 150€ |
| 1 module d'alimentation spécial ESP8266 | 15€ |
| Panneau solaire | 20€ |
| 2 câbles micro usb | 10€ |
| Abri Stevenson | 40€ |
| Divers | 30€ |
| Hébergement et domaine du site/an | 48$ |
| Total | ~450€ |
On n'est pas obligé d'acheter un nom de domaine et un ddns comme no-ip qui propose son service également gratuitement. De plus l'antenne wifi peut être 50% moins chère sur alliexpress... Voire inutile si la box a assez de portée . Il faut savoir que le premier hostname gratuit en meteocaixonvic@ddns.net était référencé par google. Payer n'est pas toujours utile...
On peut faire une station low cost uniquement avec les capteurs, les cartes ESP8266 et un pluviomètre bon marché. Ici, nous approchons les exigences d'une station semi pro
Comment ça marche?
Toutes les liaisons sont en wifi, la portée avec l'antenne AC1200 Joowin est assurée à 50m sans difficulté(En théorie 100m), un peu chère mais la qualité est là. A savoir: il existe des antennes directionnelles pouvant faire des ponts de quelques kilomètres(3à4) pour une centaine d'euros voire moins ici. Cela peut être interressant pour joindre un terrain dégagé (classe) par contre il faudra prévoir un système de panneau solaire conséquent si on veut rendre le système autonome. Toujours est il c'est mieux que 300m de la vantage pro 2, y compris en terme de fiabilité de transport des données(TCP).Le serveur est à Tarbes(pc ubuntu, mais une raspberry pi à un prix modique, why not), la station envoie les données directement. Elles sont enregistrées dans une base de données Mysql. Le fait d'avoir la fibre assure un débit ascendant trés correct pour héberger un site. Ce n'est pas le cas avec l'adsl. Ici le domaine meteocaixonvic.net a été acheté. C'est un vrai serveur web tournant sous apache dont l'ip dynamique est gérée par no-ip. A comparer avec un serveur ovh, ce n'est pas le même prix. L'interêt d'un serveur est de permettre notamment de lancer des scripts python pour faire des graphiques, ajouter du texte sur la webcam, avoir la base de données disponible (extraction, calculs ect)...
La carte électronique D Mini ESP8266
C'est le microcontroleur de la station météo qui gère les capteurs et se charge d'envoyer les données par wifi au serveur(Tarbes). C'est le modèle D1 Mini ESP8266.
Elle est programmée en C. Elle consomme trés peu d'énergie en veille (0.1mA, 95% de son temps), elle s'alimente en usb 5V 1A. Une est réservée aux capteurs de pression humidité et température. Une autre au pluviomètre. Et une autre, si il y avait un anémomètre.
Alimentation des D Mini ESP8266
La station est alimentée par un module électronique spécialisé.Les power bank classiques ne fonctionnent pas, ils restent en veille et ne délivrent aucune tension vue la faible énergie demandée. En revanche, ce circuit est energivore, il tient 3 jours en fonctionnement
Il sera relié à un panneau solaire qui rechargera les 2 batteries Li-ion modèle 16340 3.3v 2500mAh. Le courant max de sortie (1,3A) pourra alimenter la carte des capteurs et celle du pluviomètre.
Webcam
Elle est basée sur un ESP32 CAM avec une caméra 2Mpx. La compression jpeg n'est pas fantastique mais le job est fait à moindre coût. Pour réaliser cette caméra suivre ce tuto. Du fait de pics de courant importants, il faut une alim 5V 2A pour que ça fonctionne. Vu la consommation l'alimentation se fait par le secteur
La moindre goutte de pluie rend la carte hs
Elle prend une photo toutes les 30s et l'envoie sur le serveur php qui l'héberge à cette adresse lien vers l'image
Capteur de pression et d'humidité BME280
Il s'agit d'un composant cms dans un boitier métallique, on le trouve monté sur une carte électronique pour faciliter l'intégration.
On voit que le capteur est minuscule, quelques milimètres. Il est calibré en usine et donne une exactitude de 1hPa sur la plage 300-1100hPa de 0 à 65°c et 1.7hPa de -20 à 0°c. Le capteur est alimenté en 3.3V par une carte D Mini ESP8266. Celle ci fonctionne avec le mode deep sleep
pour consommer le moins d'energie possible (>40mW sous 5V max). Le panneau solaire choisi devrait suivre sans problème même les jours nuageux et courts de l'hiver
Capteur de température Tsic506F
Il s'agit d'un petit boitier TO92, la température est véhiculée par les pattes du composant, le boitier plastique étant isolant.
Il est alimenté en 5V car calibré à cette tension. Un petit montage électronique a été nécessaire pour l'adapter à l'ESP8266 qui fonctionne en 3.3V. Il aurait trés bien pu s'alimenter en 3.3V, mais le constructeur garanti la précision pour 5V. La carte donne des valeurs erronnées pour un taux d'humidité supérieur à 90%, un vernis de tropicalisation va être appliqué
Pluviomètre
La région est sujet à la grêle, plusieurs pluviomètre manuel en plastique ont été détruits. En inox pas de risque, malgré le surcout. Un ESP8266 lui est dédié, ce dernier sort de son mode veille un court instant à chaque impulsion du pluviomètre pour envoyer l'information au serveur.
Abri
J'ai acheté un boitier soit disant adapté pour mettre mes capteurs, un catastrophe... Ici on peut voir sur la courbe le moment où le boitier est en plein soleil. La température était d'environ 27°c.
Il faut construire un abri digne de ce nom. Les cartes électroniques étant à l'air libre, celles ci seront recouvertes de deux couches de vernis(attention à ne pas boucher l'évent du BME280)
Sous peine d'avoir ce genre de courbe, il a plu de 20h à 22h notamment
J'ai donc construit un mini abri Stevenson où les sondes sont à plus de 10 cm des faces de l'abri.