Un systeme de surveillance du niveau de couverture nuageuse, détection de la pluie et de bien d'autres choses ...


Motivations :
Il existe un système similaire vendu par une société américaine, mais il est vendu un prix assez prohibitif, avec une suite logicielle assez décevante, et des fonctionnalités manquantes.
Comme un tel dispositif est une pierre angulaire pour constituer un observatoire à distance, j'ai décidé de réaliser moi meme un système un peu équivalent, dont voici un cahier des charges.

05 Avr 2010 - v1.41

Voici un installeur du logiciel SKYMONITOR, cette version est compatible Windows 7 x64 et son UCAC

setup.zip (7 Megas)

28 Fev 2010

Voici une version en langue Anglaise ET Francaise du logiciel Skymonitor, c'est la version 1.40, il faut les 4 fichiers zippés : SkyMonitor.exe, SkyMonitor.ENU, SkyMonitor.FRA et SkyMonitor.MAP

15 Nov 09

Voici une version en langue Anglaise ET Francaise du logiciel Skymonitor, il faut les 4 fichiers : SkyMonitor.exe, SkyMonitor.ENU, SkyMonitor.FRA et SkyMonitor.MAP
Il faut mettre les trois fichiers dézippés dans le meme répertoire.

 

04 Mars 09

Le projet, dans sa phase développement, est terminé, il entre maintenant dans sa phase industrielle et de commercialisation. Il a été appelé SENTINEL.

Il est distribué par la société SHELYAK et vous trouverez une brochure sur ce lien, et tout ce qu'il faut savoir pour l'acheter.

Une page montre ici le Sentinel en fonctionnement continu.

03 Juin 08

Ce blog a déjà un an ! Le temps passe vite, mais c'est la derniere ligne droite sur ce projet, et la finalisation du proto industriel. Ceci est basé sur l'experience acquise depuis debut Mars sur le proto de démonstration, et ce dernier a été testé intensivement sous des conditions trés difficiles dues à une fin d'hiver assez froid, et un printemps extrement pluvieux.
A peu pres 500 000 mesures ont été acquises, et cela a permis de trouver des nouvelles solutions plus fiables, et d'optimiser les couts du prototype de série par rapport au prototype de démonstration. La forme mécanique a été entierement revue, ainsi que les fonctionalités du système. Le logiciel a bien avancé aussi, et par exemple des graphiques sont constitués et envoyés sur un serveur web automatiquement afin de constituer une page de synthèse des differents parametres physiques qui sont mesurés.


Forme de la nouvelle mécanique, proto de série.

 

Voici les courbes qui ont été acquises durant la semaine fin Mai à debut Juin 08. Il est a noter que le PC n'est pas resté allumé pendant la durée de cet enregistrement, car le systeme comporte une mémoire qui permet de stocker les données pendant que le PC est eteint. Le téléchargement des données intervient au demarrage du logiciel, ou aprés reprise de veille prolongée du PC. Je l'ai fait entre une fois tout les deux a trois jours, mais l'enregistrement est d'un point par minute et autorise un stockage prend presque 6 jours sans telechargement.


Rendu de la couverture nuageuse et des precipitations (en bleu), comme vous le voyez, il n'a pas fait trés beau ces derniers temps...

 


Luminosité du ciel (en unité logarithmiques arbitraires), il sera derivé la magnitude par sec², et l'on voit tres bien, de nuit les effets de la Lune, des nuages reflectant la pollution lumineuse, et de jour, les effets des passages nuageux. Il est aisé de constaté que la durée de la nuit devient faible ces temps ci...Les grandes chutes sont dues au crepuscules matin/soir. C'est aune fonctionalité comparable au SQM, mais fonctionnant en continu, de jour de nuit, et avec enregistrement sur PC.


La temperature du système, sont visibles les variations intra jour et intra nuit.


La direction du vent, au moment de la copie d'image, le vent était nul, et la fleche de direction n'est donc pas visible. Ll'historique réecent de la force et direction du vent est representé en point rouge clair et l'historique plus lointain du même parametre en rouge sombre.


La force du vent en fonction du temps, des pointes à 27 km/h ont été mesurées.
Il est prevu d'adosser au systeme differents types de girouettes, soit une girouette "low cost" ou des girouettes plus "professionnelles" sans éléments mecaniques.


Variation de l'humidité en fonction du temps, les averses successives de la semaine ont fait approcher ce parametre à 100% et parfois osciller fortement lors d'éclaircies.

 


Voici l'allure du logiciel final, il est independant de tout autre logiciel, et il se veut complet et compréhensif. Il permet le dialogue avec d'autres logiciels.

 


Voici le panel qui provoque la fermeture des relais ouverture et fermeture de votre abri/coupole en fonction des parametres mesurés par le système.

 

20 Mars 08

Ce projet avance bien, l'electronique a été validée et montée dans la mecanique, et le systeme est dehors depuis 15 jours, sous des conditions trés contrastées (ciel clair, couvert, pluie, neige, temperature negatives, et plein soleil). Les conditions de printemps sont assez variées pour permettre des tests d'endurance.
Le système actuel, sait mesurer le niveau de luminosité du ciel de jour ou de nuit (même sans Lune à la campagne, magR=19.0 par seconde carré), la couverture nuageuse de jour et de nuit, détecte l'arrivée de la pluie, l'humidité, la temperature, la vitesse et la direction du vent et enfin mémorise les données sur plusieurs jours.

Le systeme possede deux relais, pour fermer votre abri ou pour vous avertir d'un ciel dégagé, il peut le faire sans PC de maniere autonome.

Tout cela fonctionne parfaitement et a besoin d'une validation poussée pour obtenir une fiabilité à tout épreuve (et tout temps ;-).
Et les deux images, ci dessous, montrent le prototype en cours de tests. Le produit industriel fait par Shelyak sera sans doute un peu different compte tenu des nombreuses connaissances acquises grâce à ce prototype de démonstration.


Le système sous les intempéries, de simples serre-joints fixent temporairement le système à un support.

 


Le système vu de devant, avec le detecteur de pluie, de lumiere et de couverture nuageuse.

 

19 Janvier 08

Le PCB prototype de démonstration est terminé et va partir en fabrication

12 Decembre 07

Pas mal de tests cet été, et des comparatifs avec des systèmes existants ont prouvé que le systeme marche bien.
Depuis des contacts ont été pris avec la société Shelyak et des longues reflexions ont aboutit à la création d'un prototype industriel.
Ce prototype, outre la couverture du ciel, sera capable de mesurer la luminosité du ciel, la pression atmospherique, l'humidité, la detection de tombée de pluie, de temperature..voire meme peut etre de la direction du vent et son intensité.


Mecanique du prototype de demonstration.

Eté et automne 07

Le test ultime : comparer le systeme à un autre systeme existant. C'est ce qui a été fait ci dessous. J'ai mis mon prototype à coté d'un autre produit. Ils vivent et voient le meme ciel dans les memes conditions et au même moment. il y a une conformité parfaite entre les deux courbes.


Tracé du systeme concurent.

Des tests ont été conduits a l'observatoire des Pises.
Ces derniers ont permis de réaliser la validation en conditions extremes : changement brusque de couverture nuageuse (météo de montage), brouillard arrivant jusqu'au bas du sol puis ciel trés clair (et donc trés froid) qui a fait plonger en buté basse le systeme ! A l'issue de ces tests des réglages supplementaires ont été effectués.. On voit sur la photo suivante, le prototype posé sur un tabouret à l'exterieur, regardant le ciel de jour comme de nuit.



Ci dessous un enregistrement de nuit, on passe de la couverture totale (zone blanche) au ciel totalement degagé en 1/2 h (zone noire). Ce dispositif à l'avantage d'éviter de sortir dehors toutes les 5 minutes et d'attendre encore 5 minutes pour s'habituer a l'obscurité et constater l'état dans lequel est le ciel.

28 Juin 07

Pas mal de travail sur l'ajustement de la compensation de temperature du détecteur. Oui, le détecteur regarde le ciel, mais il est pollué par sa propre radiation thermique (la temperature du detecteur lui meme). Il y a bien sur un moyen de la compenser, un capteur de temperature y est incorporé pour le faire.
Aprés pas mal de réglages, c'est enfin stable et c'est bien reglé : les variation de température du detecteur n'influe plus la mesure du fond de ciel.
Cette fois ci le dispositif a été mis dehors de 14h00 à 21h00, le ciel se degageant peu a peu ... et ca marche !

 

23 Juin 07

J'ai enfin recu la thermopile (TPS-534), qui va mesurer la température du fond de ciel, et donc les passages nuageux (bande IR 5 à 14µm) l : le principe est simple, lorsqu'il y a des nuages la température du fond de ciel augmente, lorsqu'il est dégagé la température baisse.
Une carte prototype (à fils!) a été réalisée, et mise dehors sur la table du jardin, pour surveiller comment le signal de la thermopile varie en fonction de la couverture nuageuse. Cela permet de sentir les choses.
Cette carte comprend aussi d'autres capteurs (temperature), et une memoire de 64Ko.
Cet aprés midi la carte a passé sa journée et va passer sa première nuit dehors, pour le moment cette carte ne detecte pas la pluie :-).



Une vue de prés de la thermopile (composant cylindre à 4 pattes), c'est le composant le plus delicat de ce système.



Photo d'écan d'un logiciel de test, le système a été mis dehors sur un table, regarde au zenith, et le PC realise une mesure tte les 10sec.

16 Juin 07

Montage d'un prototype sur carte à trous, et schématique

Cahier des charges

Le systeme devra :

Logiciel : un logiciel sera dedié à ce systeme ! Prism ne lira qu'une ou des valeurs dans la base de registre et s'en servira pour dérouler une observation automatique.


Par Cyril Cavadore