Метеостанции в Санкт-Петербурге: сбор данных и отправка в облако
«Я выбрал контроллер Wiren Board за гибкость свободно программируемого устройства в нормальном корпусе без лишних проводов.» Дмитрий Шишов, энтузиаст
О компании
Дмитрий Шишов – энтузиаст-инженер из Санкт-Петербурга, который разработал несколько интересных проектов. На счету Дмитрия умные фермы, маяки, метеостанции. Он ведет телеграм-канал о своих проектах, где можно ознакомиться с ними подробнее.
Дмитрий впервые узнал про Wiren Board ещё десять лет назад, прочитав статью про контроллер версии 2.8.
Задачи и проблемы
Первая метеостанция в культурно-деловом пространстве «Севкабель» должна определять скорость и направление ветра, температуру и влажность. На следующем этапе планируется добавить датчики уровня воды и табло для отображения данных для посетителей комплекса.
Вторая метеостанция была установлена в Музее маячной службы в Кронштадте. Заказчик увеличил число датчиков: метеостанция должна измерять скорость ветра и направление, давление, влажность и температуру. Кроме того, была поставлена задача измерения температуры и уровня воды в Финском заливе. Рядом находится Кронштадтский футшток, по которому определяют уровень Балтийского моря. В рамках Балтийской системы высот на всей территории бывшего Советского Союза измерения абсолютных высот проводятся от нуля Кронштадтского футштока.
Результаты измерений обеих метеостанций должны быть доступны онлайн для всех желающих, в том числе и статистика наблюдений. Кроме того, данные выводятся на экран для посетителей.
Решение
Метеостанция «Ласточка»
Дмитрий собрал и установил метеостанцию в культурно-деловом пространстве «Севкабель» по координатам 59.923479, 30.242067. Она установлена на неприметном синем вагончике слева от основного здания, в щите установлен контроллер Wiren Board 6, а на мачте — датчик MeteoWind Compact для определения скорости и направления ветра, датчик температуры и влажности MeteoTemp RH+T. Подробное описание метеостанции есть на gitlab.
Датчики передают информацию на контроллер через Modbus, аналоговый и счётный входы, затем — через локальную сеть данные отправляются на сервер, где они обрабатываются. Текущие значения и история наблюдений доступны всем желающим в интерфейсе Grafana.
Метеостанция в Музее маячной службы
Вторая метеостанция Дмитрия была собрана и установлена в рамках совместного проекта с Музеем маячной службы в Кронштадте. В одной из комнат установлена панель, на которую выводятся данные наблюдений.
В качестве контроллера Дмитрий выбрал Raspberry Pi, к нему через Modbus подключены датчики. Недавно он как раз опубликовал статью, где рассказал о модуле питания и подключении интерфейса RS-485. Принцип прежний: контроллер собирает информацию с датчиков и передает ее на сервер. Результаты наблюдений тоже доступны всем желающим в интерфейсе Grafana.
Здесь датчиков уже больше. Метеостанция измеряет скорость ветра и направление, давление, влажность и температуру. С помощью гидростатического датчика метеостанция измеряет уровень воды в Финском заливе, также метеостанция измеряет температуру воды.
Датчики температуры 1-Wire подключены к метеостанции через модуль WB-M1W2. Модуль аналоговых входов WB-MAI2 mini /CC получает информацию с других датчиков.
Сейчас Дмитрий работает над интерактивной инсталляцией, где с панели Segnetics TRIM5 можно будет выбирать маяк, после чего музейный образец будет воспроизводить цвет и проблески реально существующего маяка. Внутрь маяков установлены модули WB-LED, которые управляют светодиодами.
С двумя модулями связан казус: однажды они перестали передавать информацию на контроллер, а все из-за того, что был аномальный нагон воды с залива и коробку с модулями затопило, на что никто не рассчитывал. Дмитрий вскрыл коробку и обнаружил неприглядную картину: вода разъела плюсовой провод, который буквально рассыпался, но сами модули оказались целы и успешно заработали после просушки — то есть оборудование Wiren Board выдержало столь суровое испытание агрессивной средой.
По показаниям датчика уровня воды хорошо видно прохождение кораблей через водопропускное сооружение на дамбе. Выше приведен график уровня воды Финского залива в районе форта «Константин». Например, в час ночи 8 ноября атомный пароход «Урал» прошел через дамбу на пути в Мурманск. Его водоизмещение около 32 000 тонн. А в полтретьего прошло что-то побольше. Прохождение судов можно посмотреть в сервисе MarineTraffic.
14 января 2022 года датчик давления зафиксировал ударную волну взрыва на финальной стадии извержении вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай мощностью 10 мегатонн. На видео наглядно показана визуализация взрыва.
Преимущества
Обе метеостанции получают информацию с нескольких датчиков, что позволяет узнать скорость и направление ветра, температуру и влажность. Метеостанция в Кронштадте также измеряет и уровень воды в Финском заливе и температуру. Метеостанции подключены к облаку, показания можно посмотреть в режиме реального времени. Доступна и история наблюдений.
Универсальный контроллер Wiren Board позволяет гибко расширять возможности метеостанции. Через Modbus можно подключать датчики разных производителей, поэтому можно не ограничивать оборудование экосистемой одного вендора. Операционная система Linux позволяет устанавливать софт по обработке метеоданных по выбору заказчика. Кроме того, модули Wiren Board благодаря поддержке Modbus можно подключать к контроллерам других производителей, что реализовано во второй метеостанции.
В ассортименте компании Wiren Board есть устройства для решения как простых, так и сложных задач автоматизации и диспетчеризации: программируемые логические контроллеры, датчики климата, счетчики электроэнергии, сетевые карты для холодильников, мощные релейные модули и т.д. Все это позволяет подстроиться под любые требования заказчика и использовать оборудование Wiren Board в его экосистеме. При этом обеспечивается возможность расширения экосистемы в будущем.
Компания Wiren Board дает на все оборудование двухлетнюю гарантию с заменой оборудования без предварительной отправки в сервисный центр, а инженеры технической поддержки готовы помочь в решении как типовых, так и нестандартных задач.
Дополнительные материалы
Прочее