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Arduinoで動かすアナログ表示の気圧計、動作開始から3年

◆3年経過
2017年5月に作った電池で動く気圧計が、目標としていた3年間の連続動作を達成しました。

運転開始時の記事は、アナログ気圧計2号機、運転開始
去年の今頃に確認した時の記事は、Arduinoで動かすアナログ表示の気圧計の電池電圧

・外観
アナログ表示の気圧計

・電圧を測定している様子
3年目の電圧測定
ケースに穴を開けておいたので、分解しないでも電池電圧が測定できるようになっています。今回の電圧は4.35Vでした

◆電池電圧の変化グラフ
電池電圧変化
まだまだ余裕です。3.3Vまで電圧が下がるとマイコンが検出してLow Battery 表示を行うようになっているのですが、相当先になりそうです。

縦軸を拡大
電池電圧変化(拡大)
2年前にプログラムを改良して、より消費電流が少ないタイマー(delayWDT2)に入れ替えました。今回のグラフを見ると、そのタイミングを境に電池電圧の低下速度が緩やかになっていることが確認出来ました。
地味なプログラム改良だったのですが、こうして効果がはっきりと確認出来て良かったです。

◆使った電池のキープサンプル
おもちゃの修理をやっていると液漏れした電池によく出くわすのですが、今回使っている電池は今のところ液漏れすることも無く順調に動き続けてくれているようです。ちなみに電池はダイソーで4本100円で買ったアルカリ単三電池 (AA LR6) です。

4本組で買った電池の3本は気圧計を動かすために使っているのですが、実は残りの一本はキープサンプルとしてそのまま保管してあります。狙いは無負荷で保管した場合の電圧変化の確認です。同じ温度履歴になるように、時計のムーブメントの電池ケース内に保管しておきました、もちろん配線は外してあるので電池の消耗はありません。

その電池がこれ
使った電池のキープサンプル
電圧を測ると 1.615Vもありました。この電圧を見る限り劣化の兆しは無さそうです。ちなみに2018年5月の時点の電圧は1.636Vでした。

電池には使用推奨期限 2024年1月と表示されています。ということは、この気圧計はあと4年はちゃんと動き続ける可能性が高いことになります。まあ、電池や回路が大丈夫でも、メカの寿命の方が先に来るのかも知れません。

◆まとめ
えらく長生きする気圧計が出来たようで、こっち方が先にまいっちゃいそうです。そうは言っても、自分の作った物が何年も動き続けるのは嬉しいものです。

どうせだったら太陽電池と電気二重層キャパシタを組み合わせて、室内の明かりだけで永遠に動き続ける気圧計を作ってみるのも面白いかも知れません。

台風通過に伴う気圧の変化を細かく調べる(気象庁のデーターと比較)

前の記事(台風19号の通過に伴う気圧変化)の最後に、「台風の気圧分布には渦のような構造があるのではなかろうか?」という仮説を書いたところ、コメントでいろいろアドバイスを頂きました。教えて頂いたサイトのグラフを見ると、私が測定したグラフと同じような特徴が出ています。

▼測定に使った気圧計
自作気圧計

ただ、たとえグラフに同じような特徴があったとしても、同じような場所と向き(構造)の建物なら動圧の影響は同じになるでしょう。つまり、グラフが似ていても、台風の気圧分布に渦のような構造がある、という仮説の決定的な証拠にはなりません。そうなると、もっと多くの事例を集めて証明(確認)するしか方法はなさそうです。

そんなことで、もっと多く測定結果が集まると良いなーと思っていたら、うまい手がありました。気象庁から、前日の気圧の10分間隔のデーターが公開されています。このデーターなら風による動圧の誤差はほぼ無いでしょうから、基準として使うにはもってこいです。

▼気象庁の気象観測データーのアーカイブ
気象庁の気象データーアーカイブ
これは、気象庁のサイトの ホーム > 各種データ・資料 > 過去の気象データ検索 > 10分ごとの値 のページで、東京の2019年10月12日のデータです。

当日の気象データーは1時間間隔でしか公開されないのですが、翌日になると10分間隔の値が公開されます。多分こっちは組織として確認の済んだ公式記録ということだろうと思います。ちなみに、うちの近くの府中や調布にも測定ポイントはあるのですが、気圧データーまで揃っていて一番近いのは東京(北の丸公園)になるようです。

以下、さっそく当方で測定したデーターとグラフで比較してみます。

▼2019年台風19号の通過に伴う気圧変化
2019年台風19号
青が私が測定したデーター(稲城市)で、赤が気象庁の東京のデーターです。上下左右に少しずれがあるのは、海面気圧への換算誤差や台風のコースに対する観測点の位置関係で発生したものでしょう。

そのような小さなズレはありますが、細かい凸凹の特徴は驚くほど一致しています。台風の気圧の分布には縞模様のような構造があると考えて良いのではないでしょうか。

せっかくだから去年の24号台風でも同じことをやってみました。

▼2018年の台風24号の通過に伴う気圧変化
2018年台風24号
こちらは圧力変化、記録時間とも少ないのでグラフの凸凹が目立ちますが、両者には同じ特徴がありそうです。

◆まとめ
天気図では台風の気圧の等高線は綺麗な同心円で表現されています。しかし細かく見ると微妙なシワを伴っているようです。こういう気圧の等高線のシワを高感度で検出出来るようになれば、竜巻や突風などの予測に使えるのかも知れません。

気圧を1km以下のメッシュでリアルタイムに観測できるようになれば、そういう予報が出来るかも知れません。企業の規模でスマホをうまく使えば出来そうですね。

台風19号の通過に伴う気圧変化

大型の台風19号が近くを通過しそうだったので、気圧の変化の記録を取ってみました。

やり方は以前と同じで、LPS-25Hを使ったアナログ表示の気圧計から10分間隔でシリアルに流しているデーターを、TeraTeram を使ってタイムスタンプ付きでパソコンに記録しました。データーがPCに記録出来ればこっちのもの、エクセルで簡単にグラフにすることが出来ます。

▼気圧の値をPCに記録中
記録開始

▼台風19号の気圧変化
2019年台風19号の気圧変化@稲城市
規模が大きい台風だったので、気圧が下がってから元に戻るまで1日半くらいかかっています。

記録されていた最低の気圧は965hPaで、私がこれまでに観察した中で一番低い値でした。なお、気圧の値は海面気圧に換算した値です。ちなみに、台風の経路図を見るとほぼ中心、つまり目が通過していて、目の通過中は風が収まっていました。

▼気圧計の針がスケールオーバー
最低気圧付近
この気圧計の最低側は980hPaまでしか目盛りが無いのですが、それを超えて(下回って)針が振れました。まあメカニカルなストッパーがあるわけではないので、機械的には問題ありません。

◆まとめ
台風の中心が通過するなんて、めったにないこと、しかもかなり大型の台風です。その気圧変化をきっちりと記録出来てよかったです。そうは言っても、被害にあった方がいらっしゃるので、よかったと書くのは不謹慎ではあります。

気圧変化のグラフは滑らかな変化では無く、変曲点があったりコブのような不連続な変化があるようです。以前記録したデーターでもそんな感じでした。これって、ひょっとしたら台風の気圧分布には螺旋形の溝みたいな構造があるのかも知れません。銀河の渦には腕のような構造がありますが、それと同じようなことがもし台風の渦にもあったら、興味深い話です。
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