Метеорологический экран для «не настоящих метеорологов»

Несомненно, одной из важнейших наук для современного человека является метеорология. Редкий день обходится без метеорологических наблюдений. Вперив взгляд в термометр, мы решаем, стоит ли сегодня выходить на улицу, или будет лучше остаться дома. А если выходить, то что лучше надеть и даже куда отправиться, на пляж или на каток.

Появившиеся сравнительно недавно беспроводные термометры принесли в жизнь домашнего метеоролога новые удобства, однако даже они не лишены недостатков. Стоит лишь жаркому летнему солнышку осветить датчик высокотехнологичного устройства, как он начинает врать столь же бессовестно, как это делал ещё дедушкин градусник с подкрашенным спиртом. Однако даже с этим можно бороться, и я буду с этим бороться!

Говорят, что с Bluetooth, «облаками» и блокчейном всё становится лучше. Насчёт последних двух пунктов я совсем не уверен, но вот против Bluetooth ничего не имею. Поэтому немногим больше года назад я обзавёлся супертехнологичным градусником Inkbird IBS-TH1, способным не только измерять температуру и влажность, но ещё и вести журнал измерений, а также передавать показания по Bluetooth на устройства под управлением iOS или Android. На тот момент это представлялось мне свежей и очень хорошей идеей, поскольку смартфон или планшет сейчас имеется едва ли не у каждого. А ещё Inkbird IBS-TH1 может похвастать целыми двумя датчиками температуры, один из которых встроен в корпусе передатчика, а другой располагается на конце кабеля приблизительно метровой длины, которым подключается к разъёму на корпусе.

Первое время выносной сенсор просто висел за за остеклением лоджии, пропущенный через проделанное мной отверстие в теплоизоляции. И, конечно же, показывал температуру с существенной положительной ошибкой, в солнечную погоду нагреваясь от солнечных лучей, а в пасмурную — от тепловых потоков вдоль стены дома. Это, как и то, что сенсор открыт дождям и ветру, мне категорически не нравилось.

Прежде всего, нужно было отодвинуть датчик от стены дома. Эту часть я осуществил при помощи DIN-рейки из магазина электротоваров, закрепив её перпендикулярно стене дома и пропустив внутри неё провод датчика. Ну а в ближайшие выходные я засел за сооружение полноценной защиты от солнца, дождя, ветра и не в меру любопытных пернатых.

Срезав нижнюю половину с пластиковой бутылки от «Карачинской» минералки, я оклеил оставшееся пищевой фольгой, к крышке бутылки привинтил петлю, а в неё продел карабин с фиксатором. Сам датчик я закрепил медной проволокой, пропустив её сквозь горлышко и прижав крышкой.

Поскольку всё делалось «на глазок» и без примерки, продеть карабин в отверстие DIN-рейки так, чтобы он свободно висел, не получилось. Пришлось продеть его в другое отверстие, из-за чего он встал боком, почти горизонтально. Да и петля, на которой должна была держаться бутылка, оказалась мелковата. В общем, получилось вот так:



На первый взгляд, свою функцию эта поделка худо-бедно выполняла, поэтому переделывать я ничего не стал. Однако со временем я начал замечать её несовершенства.

Как-то поздней осенью, открыв остекление лоджии не как обычно по центру, а с той стороны, где висел датчик, я заметил, что температура сразу и резко поползла вверх. Позже, скачав журнал измерений и взглянув на график, я увидел на нём «выброс» в целых +5º. Часть тёплого воздуха, выходя с лоджии, не рассеивалась в окружающей среде, а собиралась в получившемся из бутылки «колоколе» и грела датчик.

Ну а по весне, когда Солнце начало всё выше подниматься над горизонтом и всё ярче освещать землю, крыши домов и всё остальное, оказалось, что фольга не так уж хорошо защищает внутренности бутылки от нагрева. Ну а летом разница между показаниями этого термометра и другого, находившегося в тени, выросла до 7-8 градусов.

Да и сам супермегатермометр после нескольких месяцев использования предстал не совсем тем, что мне требовалось. Во-первых, каждый раз, когда требовалось узнать температуру за бортом, мне приходилось браться за телефон или айпад, запускать приложение и потом ещё пару секунд ждать, пока программа запросит и получит данные с передатчика. В то время, как на обычный беспроводной термометр достаточно просто посмотреть.

Во-вторых, Inkbird IBS-TH1 умеет получать данные о температуре либо со встроенного датчика, либо с выносного, но не с обоих одновременно. А для меня такая возможность представлялась весьма желательной. Собственно, в расчёте на неё я и приобретал это устройство, однако не получил желаемого.

Нужно это для целей любительской астрономии, которой я занимаюсь уже давно. Наблюдать приходится, в основном, с лоджии, и, чтобы тепловые потоки воздуха не портили изображение, перед наблюдением нужно выравнять температуры внутри лоджии и снаружи. Летом для этого никаких специальных мер предпринимать не приходится, а вот зимой нужно открывать остекление минимум за полчаса до наблюдений и как следует проветривать лоджию. Обычно я определял выравнивание температуры «на глазок», по собственным ощущениям. Но если знать точную температуру воздуха внутри и снаружи, определять, когда можно приступать к наблюдениям, было бы проще и удобнее.

Поэтому в начале лета я заказал другой беспроводной термогигрометр, тоже Inkbird, но модели ITH-20R, без встроенной памяти и Bluetooth. Зато передатчик этого устройства умел считывать и отправлять данные и со встроенного, и с выносного сенсора одновременно, а приёмник можно было просто поставить на стол и навсегда забыть о возне с айпадом. Выносные датчики у обоих термометров оказались совершенно одинаковы, поэтому я просто отключил от уже смонтированного датчика одно устройство и подключил другое.

Обретя почти идеальный термометр, я задумался о замене фольгово-бутылочной конструкции на что-нибудь более совершенное. В метеорологии измерение температуры и влажности воздуха — дело ответственное и весьма непростое. Термометр для этого помещают в стоящую посреди чиста поля специальную жалюзийную будку, где ни солнечные лучи, ни ветер, ни осадки не могут нарушить точность измерений. Но, поскольку я не настоящий метеоролог, да и персонального чиста поля для постройки правильной будки у меня нет, я решил поискать более простые способы защитить датчик и одновременно улучшить точность измерений.

Порывшись в интернете, я выяснил, что нужный мне предмет по-английски называется «meteorological screen» и выглядит примерно так, как я и ожидал, а именно — как стопка пластиковых тарелок. Эти метеорологические экраны продаются на Aliexpress по цене от 19 до 37 долларов, отличаясь лишь количеством секций и, соответственно, высотой. Поскольку внешние сенсоры в Inkbird’овских термометрах весьма компактны, я решил, что мне хватит самого дешёвого четырёхсекционного экрана. Именно такой я и заказал в начале августа.

А за три дня до официального наступления осени я получил на почте коробку из гофрированного коричневого картона. Точные размеры коробки определить я затрудняюсь, поскольку прибыла она в таком виде, как будто использовалась в качестве мяча в чемпионате мира по футболу.



Глядя на её немилосердно помятые бока, оставалось лишь гадать, на сколько частей разбито то, что находится внутри.

Дома, вскрыв коробку, я извлёк на свет объёмистый моток пузырчатой плёнки. Настолько объёмистый, что невозможно было понять, что скрывается в его недрах.

После разматывания пузырчатой плёнки выяснилось, что внутри находится заказанный мной метеоэкран, что в процессе пересылки он не пострадал, а, кроме того, что он уже собран и, если снять защитный блок пенополиэтилена, готов к монтажу.



Согласно задумке изготовителя, устанавливать его следует на специальный держатель:



Сам держатель в комплект не входит и продаётся отдельно, но это и к лучшему. Даже если бы его положили в коробку, он оказался бы для меня бесполезен. Ибо прикрутить эту железку на внешнюю стену дома на уровне четвёртого этажа самостоятельно смог бы только альпинист. Всё это было ясно ещё до покупки, поэтому я заранее планировал внести в метеоэкран небольшие доработки и подвесить его примерно так же, как предыдущую конструкцию из пластиковой бутылки, только лучше.

Для этого метеоэкран, разумеется, пришлось бы разобрать на составляющие, что и было сделано впоследствии. Но пока он ещё собран, осмотрим его со всех сторон







и взвесим.



На фото нетрудно заметить, что в сборе метеоэкран весит 317 грамм.

Теперь можно разъять его на составляющие. Экран состоит из шести крупных деталей из глянцевитого пластика цвета слоновой кости, трёх резьбовых металлических шпилек, на которые нанизаны все детали, и двух гаек, стягивающих конструкцию.

Самая верхняя деталь метеоэкрана играет роль крыши и имеет диаметр около 150 миллиметров. В пластик крыши запрессованы три резьбовые втулки из жёлтого металла, а уже в них ввинчиваются резьбовые шпильки. Слишком большое усилие при ввинчивании шпилек прилагать не стоит, иначе они могут повредить пластик крыши.



Далее идут четыре совершенно одинаковые средние секции, каждая из которых имеет высоту около 15 миллиметров. Число этих секций определяет не только высоту экрана, но и сильно влияет на цену, поэтому «на всякий случай» заказывать лишние не стоит.



И, наконец, самая нижняя секция с длинными ногами-опорами.



Как видите, в ней уже предусмотрено всё необходимое, чтобы завести внутрь экрана кабель с датчиком: пластиковый цанговый зажим с гайкой практически идеально подходит по диаметру к внешним сенсорам от термогигрометров Inkbird ITH-20R, Inkbird IBS-TH1 и некоторых других. Чтобы закрепить датчик нужно лишь пропустить провод в отверстие и затянуть зажим гайкой. Если провод вашего датчика слишком тонкий и не фиксируется в зажиме, можно добавить ему толщины, обернув несколькими мотками скотча. А ещё в цанговый зажим вложена герметизирующая втулка из чёрного резиноподобного материала, хотя мне трудно представить ситуацию, в которой метеорологическому экрану потребовалась бы герметизация снизу.



Собирается метеоэкран на трёх резьбовых шпильках М5 длиной 155 миллиметров из которых примерно 40 миллиметров остаются неиспользованными, что позволяет добавить ещё пару секций к уже имеющимся четырём.



Ко всей конструкции у меня возникло лишь два вопроса: насчёт цвета пластика и к тому, хорошо ли продувается внутреннее пространство между секциями.

С цветом пластика всё очевидно: чем он светлее, тем меньше будет нагреваться на солнце. Очевидно, чисто-белый цвет здесь был бы более уместен, чем желтоватый.

На вышеприведённом фото это не очень заметно, но средние секции метеоэкрана по форме не являются плоскими «тарелками». Центральное отверстие, внутри которого помещается датчик температуры, окружено высоким бортиком. Смысл этого бортика мне не очень понятен, но факт: в собранном метеоэкране он оставляет очень малый просвет для прохождения воздуха между секциями, всего миллиметр или полтора. На мой взгляд, для нормальной циркуляции воздуха внутри экрана этого недостаточно.

В сумме оба этих фактора могут привести к тому, что находящийся внутри датчик температуры в безветренную солнечную погоду будет показывать завышенную температуру. И забегая вперёд, скажу, что именно так в итоге и получилось.

Как я уже говорил, закрепить метеоэкран за окном тем способом, какой предлагает производитель, было нереально. Чтобы соорудить для него подходящее крепление, в ближайшем хозяйственном магазине были куплены:

• Рым-болт М6
• Гайка с фиксатором М6
• Резиновая сантехническая прокладка ⌀25мм
• Шайба с отверстием ⌀6мм и широкими полями
• Карабин с фиксатором 8×80мм

Учтя предыдущие ошибки, я примерил детали друг к другу и убедился, что всё будет работать именно так, как задумано.

Просто прочитав список, вы наверняка уже догадались, что я со всем этим сделал. Перво-наперво, я просверлил в центре крышки отверстие диаметром 6 миллиметров. В него я вставил рым-болт, подложив сверху резиновую прокладку, а снизу — шайбу с широкими полями, после чего стянул весь «бутерброд» гайкой. В принципе, можно было обойтись и без прокладки, но я посчитал, что так будет, во-первых, герметичнее, а во-вторых, меньше шансов сломать крышку, затягивая гайку.

Прикинув, как всё это будет выглядеть на месте, я был не вполне удовлетворён. С длинными ножками снизу и торчащими из них ещё более длинными шпильками экран был бы ужасающе неизящен. Поэтому я решился на вторую итерацию доработок: срезать ножки, оставив в них миллиметров по пять длины, и соответствующим образом укоротить шпильки. После необходимых замеров оказалось, что не обязательно укорачивать все три шпильки, можно просто распилить две из них ровно пополам. После обрезания ножек половинной длины шпильки как раз хватало, чтобы стянуть все части метеоэкрана. Ну а в качестве бонуса у меня осталась одна целая шпилька и одна половинка. Кстати, пилились шпильки довольно туго даже с привлечением гравёра Proxxon и отрезных дисков.

И вот, наконец, итог моих трудов:



Метеоэкран, избавившись от ненужных «хвостов», стал значительно компактнее по высоте. Осталось лишь демонтировать самоделку из бутылки и водрузить на её место обновку.



Стоило только мне закончить работы, как пролетавшая мимо оса проявила к метеоэкрану живой интерес и наведалась с инспекцией. Надеюсь, интерес у неё был исключительно праздный, ибо не хотелось бы, чтобы метеорологическая приблуда в следующий сезон превратилась в место осиного гнездования.



Казалось бы, мечта сбылась, и теперь я в любой момент могу узнать температуру и в квартире, и на улице, и на лоджии, не покидая домашнего тепла. Но как обстоят дела с точностью показаний? Не завышает ли всё так же датчик температуру, когда на него светит солнце? Продолжает ли реагировать на тепловые потоки, если открыть лоджию?

Дождавшись ближайшего солнечного дня, я сравнил показания с другим беспроводным термометром, расположенным с теневой стороны дома, и с показаниями сайта «Народный мониторинг» – у нас в городе нашлось несколько любительских метеостанций, транслирующих показания в интернет.

И вот тут меня поджидало разочарование. Ситуация хоть и улучшилась, однако в ясный солнечный день около полудня термодатчик выдавал температуру на 3-4º выше реальной. Это, конечно, не расхождение в 10-15º, которое в тех же условиях выдаёт обычный спиртовый термометр, однако всё же оставляет шанс ошибиться с выбором одежды, особенно сейчас, в демисезонье.

К сожалению, также не удалось до конца устранить и ошибку, возникающую при открытии остекления лоджии возле датчика — рвущийся наружу тёплый воздух находит путь внутрь метеоэкрана даже несмотря на наличие нижней крышки.

В общем, впечатление от обозреваемого метеоэкрана у меня сложилось неоднозначное. С одной стороны, он выглядит и работает лучше простейшей самоделки из обрезка бутылки и пищевой фольги. Однако полной защиты от влияния солнечных лучей и потоков тёплого воздуха он не обеспечивает, так что даже с метеоэкраном вы не застрахованы от получения завышенных данных о температуре воздуха. Да и цена в почти 19 долларов для простейшего устройства из штампованного пластика и резьбовых шпилек представляется несколько завышенной.

Достоинства

• Аккуратный внешний вид
• Удобное крепление датчика внутри

Недостатки

• В безветренную солнечную погоду воздух внутри экрана теплее, чем снаружи