Rilevatore di nubi

[Smad]

Ho realizzato un semplice ed economico rilevatore notturno di nubi e, nel proseguire la sperimentazione, mi sono accorto che può essere utilizzato efficacemente anche come sensore di soleggiamento.
Sarebbe utile verificare il variare della risposta del sensore (dell'ordine delle decine di mV) alle diverse condizioni ambientali. Per questo ho pensato di estendere l'idea al forum e di realizzare, con chi ne ha voglia, una sorta di esperimento collettivo.

Ciao a tutti, Alessandro.



www.meteosmad.it

[Pierpaolo]

Ho realizzato un semplice ed economico rilevatore notturno di nubi e, nel proseguire la sperimentazione, mi sono accorto che può essere utilizzato efficacemente anche come sensore di soleggiamento.
Sarebbe utile verificare il variare della risposta del sensore (dell'ordine delle decine di mV) alle diverse condizioni ambientali. Per questo ho pensato di estendere l'idea al forum e di realizzare, con chi ne ha voglia, una sorta di esperimento collettivo.

Ciao a tutti, Alessandro.



www.meteosmad.it

Come funziona? Riesce a misurare le onde lunghe riflesse?

[*summer*]

Ho realizzato un semplice ed economico rilevatore notturno di nubi e, nel proseguire la sperimentazione, mi sono accorto che può essere utilizzato efficacemente anche come sensore di soleggiamento.
Sarebbe utile verificare il variare della risposta del sensore (dell'ordine delle decine di mV) alle diverse condizioni ambientali. Per questo ho pensato di estendere l'idea al forum e di realizzare, con chi ne ha voglia, una sorta di esperimento collettivo.

Ciao a tutti, Alessandro.



www.meteosmad.it

Ciao Alessandro, ci dici qualcosa di più?

[Smad]

Ciao Alessandro, ci dici qualcosa di più?

Certamente!

Il principio di funzionamento si basa sull'idea di misurare la temperatura del cielo, più caldo in presenza di copertura nuvolosa. Allo scopo ho utilizzato una cella di Peltier, inserita tra due piastrine di alluminio per aumentare la "raccolta" della radiazione infrarossa, le cui facce sono rivolte, rispettivamente, al suolo e al cielo. Ad ogni variazione di temperatura (dovuta alle condizioni ambientali) la cella di Peltier produce una debole tensione, facilmente misurabile con un multimetro.
Verificata la funzionalitÃ* del dispositivo, mi è sembrato simpatico coinvolgere altri appassionati per iniziare una accurata sperimentazione al fine di realizzare una relazione tra misure e condizioni ambientali.
Poi, in futuro, si può pensare di affinare lo strumentino con un datalogger per la raccolta e memorizzazione dei dati.
Approfitto per fornire un'informazione pratica: per realizzare il tutto ho speso 16,50 Euro.

Ciao, Alessandro.



www.meteosmad.it

[Pierpaolo]

Certamente!

Il principio di funzionamento si basa sull'idea di misurare la temperatura del cielo, più caldo in presenza di copertura nuvolosa. Allo scopo ho utilizzato una cella di Peltier, inserita tra due piastrine di alluminio per aumentare la "raccolta" della radiazione infrarossa, le cui facce sono rivolte, rispettivamente, al suolo e al cielo. Ad ogni variazione di temperatura (dovuta alle condizioni ambientali) la cella di Peltier produce una debole tensione, facilmente misurabile con un multimetro.
Verificata la funzionalitÃ* del dispositivo, mi è sembrato simpatico coinvolgere altri appassionati per iniziare una accurata sperimentazione al fine di realizzare una relazione tra misure e condizioni ambientali.
Poi, in futuro, si può pensare di affinare lo strumentino con un datalogger per la raccolta e memorizzazione dei dati.
Approfitto per fornire un'informazione pratica: per realizzare il tutto ho speso 16,50 Euro.

Ciao, Alessandro.



www.meteosmad.it

Ho letto del principio di funzionamento di una cella di Peltier, non capisco però nello specifico come tu faccia ad applicarlo allo scopo di rilevare la presenza di nuvolositÃ* notturna. Noi sappiamo che l'interazione suolo/aria è un fenomeno abbastanza complesso ed articolato, in notturna il terreno cede calore all'aria tramite onde nell'infrarosso e la parte di radiazione riflessa verso terra dipende dai tipi di gas presenti nell'atmosfera e dalla loro percentuale ( sto facendo un confronto tra i pianeti ) e sulla Terra in particolar modo, dal quantitativo di umiditÃ* nell'atmosfera e dalla copertura nuvolosa. In caso di spesse coperture medio basse il rapporto fra calore ceduto e calore riflesso può sfiorare il 100%, la temperatura al suolo di conseguenza con una tale situazione è semi-stabile. E' anche vero però che la temperatura dell'aria in notturna non dipende solo da questo, il tuo principio di funzionamento potrebbe funzionare solo in un "sistema" in cui la temperatura dell'aria sia correlata solamente alla presenza di nuvolositÃ* o meno, ma sappiamo bene che un sistema del genere in atmosfera non esiste e la temperatura può dipendere da tanti altri fattori. Ti chiedo quindi, se ti va, di spiegare in modo più approfondito come può funzionare questo rilevatore, e sei sei a conoscenza di questi limiti cosa hai pensato di fare per ovviare al problema.

[djordj]

Certamente!

Il principio di funzionamento si basa sull'idea di misurare la temperatura del cielo, più caldo in presenza di copertura nuvolosa. Allo scopo ho utilizzato una cella di Peltier, inserita tra due piastrine di alluminio per aumentare la "raccolta" della radiazione infrarossa, le cui facce sono rivolte, rispettivamente, al suolo e al cielo. Ad ogni variazione di temperatura (dovuta alle condizioni ambientali) la cella di Peltier produce una debole tensione, facilmente misurabile con un multimetro.
Verificata la funzionalitÃ* del dispositivo, mi è sembrato simpatico coinvolgere altri appassionati per iniziare una accurata sperimentazione al fine di realizzare una relazione tra misure e condizioni ambientali.
Poi, in futuro, si può pensare di affinare lo strumentino con un datalogger per la raccolta e memorizzazione dei dati.
Approfitto per fornire un'informazione pratica: per realizzare il tutto ho speso 16,50 Euro.

Ciao, Alessandro.



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A prescindere dal trasduttore utilizzato, ma sei sicuro che le variazioni di temperatura coincidano solo ed esclusivamente dalla variazione di copertura nuvolosa?

[Davide_RE]

Sono abbastanza ignorante in materia, ma in presenza di vento, non so ad esempio durante una nottata con bora, libeccio o scirocco, la copertura nuvolosa fa molta fatica a determinare un aumento di temperatura o dimunuzione in caso di assenza....

[Smad]

Ho letto del principio di funzionamento di una cella di Peltier, non capisco però nello specifico come tu faccia ad applicarlo allo scopo di rilevare la presenza di nuvolositÃ* notturna. Noi sappiamo che l'interazione suolo/aria è un fenomeno abbastanza complesso ed articolato, in notturna il terreno cede calore all'aria tramite onde nell'infrarosso e la parte di radiazione riflessa verso terra dipende dai tipi di gas presenti nell'atmosfera e dalla loro percentuale ( sto facendo un confronto tra i pianeti ) e sulla Terra in particolar modo, dal quantitativo di umiditÃ* nell'atmosfera e dalla copertura nuvolosa. In caso di spesse coperture medio basse il rapporto fra calore ceduto e calore riflesso può sfiorare il 100%, la temperatura al suolo di conseguenza con una tale situazione è semi-stabile. E' anche vero però che la temperatura dell'aria in notturna non dipende solo da questo, il tuo principio di funzionamento potrebbe funzionare solo in un "sistema" in cui la temperatura dell'aria sia correlata solamente alla presenza di nuvolositÃ* o meno, ma sappiamo bene che un sistema del genere in atmosfera non esiste e la temperatura può dipendere da tanti altri fattori. Ti chiedo quindi, se ti va, di spiegare in modo più approfondito come può funzionare questo rilevatore, e sei sei a conoscenza di questi limiti cosa hai pensato di fare per ovviare al problema.

D'accordissimo, infatti la mia intenzione è di misurare la variazione della temperatura (per Stefano: non la temperatura stessa), dovuta a l'emissione di radiazione infrarossa rilasciata dal suolo e dalle nubi. Quindi, come giustamente asserisci, con cielo completamente coperto da nubi medio-basse avremo la massima riflessione di IR e la cella di Peltier avrÃ* entrambi i lati "caldi". Analogamente, in una notte di cielo sereno avremo l'assenza di IR riflessa da nubi e la cella di Peltier avrÃ* il lato rivolto al suolo "caldo" e quello verso il cielo "freddo", generando una piccola tensione.
Ribadisco, per ulteriore chiarezza, che il dispositivo nasce come "rilevatore" di nubi, disconoscendone il tipo. In accordo con le tue affermazioni, è la prova sul campo: tra le due condizioni estreme, cielo sereno-cielo coperto, ho potuto effettuare diverse misure con diversi tipi di copertura nuvolosa e/o condizioni ambientali. Da qui la curiositÃ*, effettuando più prove, di riuscire a stabilire eventuali soglie di classificazione di copertura nuvolosa del cielo.
In ultimo, come giÃ* anticipato, ho constatato che il dispositivo si presta ad essere utilizzato nelle ore diurne come "sensore di soleggiamento"; in questo caso ai capi della cella di Peltier si avranno tensioni negative.

Ciao, Alessandro.



www.meteosmad.it

[Pierpaolo]

D'accordissimo, infatti la mia intenzione è di misurare la variazione della temperatura (per Stefano: non la temperatura stessa), dovuta a l'emissione di radiazione infrarossa rilasciata dal suolo e dalle nubi. Quindi, come giustamente asserisci, con cielo completamente coperto da nubi medio-basse avremo la massima riflessione di IR e la cella di Peltier avrÃ* entrambi i lati "caldi". Analogamente, in una notte di cielo sereno avremo l'assenza di IR riflessa da nubi e la cella di Peltier avrÃ* il lato rivolto al suolo "caldo" e quello verso il cielo "freddo", generando una piccola tensione.
Ribadisco, per ulteriore chiarezza, che il dispositivo nasce come "rilevatore" di nubi, disconoscendone il tipo. In accordo con le tue affermazioni, è la prova sul campo: tra le due condizioni estreme, cielo sereno-cielo coperto, ho potuto effettuare diverse misure con diversi tipi di copertura nuvolosa e/o condizioni ambientali. Da qui la curiositÃ*, effettuando più prove, di riuscire a stabilire eventuali soglie di classificazione di copertura nuvolosa del cielo.
In ultimo, come giÃ* anticipato, ho constatato che il dispositivo si presta ad essere utilizzato nelle ore diurne come "sensore di soleggiamento"; in questo caso ai capi della cella di Peltier si avranno tensioni negative.

Ciao, Alessandro.



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Però non ho capito nello specifico come funziona il tuo sensore. In linea teorica alla cella di Peltier deve essere fornita una tensione, ed essendo sulle due facce composta da 2 materiali diversi con coefficienti diversi avviene uno scambio di calore, su una faccia la temperatura aumenta e sull'altra diminuisce tanto quanto la differenza fra i 2 coefficienti è elevata ( ed ovviamente tanto quanta tensione viene fornita )...

http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Peltier

E' da questi concetti che non ho capito al 100% come fai. Mi sembra di capire che tu invece fai un'operazione inversa, con cielo coperto il delta T fra le 2 facce è prossimo allo 0 ( e chiaramente tu esternamente non fornisci nessuna tensione ), mentre con cielo sereno aumenta e il circuito automaticamente produce una tensione seppur piccola...è così?
Comunque pur con i suoi limiti mi pare una cosa interessante, potresti dirci dove reperire i componenti? Grazie

[Smad]

Però non ho capito nello specifico come funziona il tuo sensore. In linea teorica alla cella di Peltier deve essere fornita una tensione, ed essendo sulle due facce composta da 2 materiali diversi con coefficienti diversi avviene uno scambio di calore, su una faccia la temperatura aumenta e sull'altra diminuisce tanto quanto la differenza fra i 2 coefficienti è elevata ( ed ovviamente tanto quanta tensione viene fornita )...

http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Peltier

E' da questi concetti che non ho capito al 100% come fai. Mi sembra di capire che tu invece fai un'operazione inversa, con cielo coperto il delta T fra le 2 facce è prossimo allo 0 ( e chiaramente tu esternamente non fornisci nessuna tensione ), mentre con cielo sereno aumenta e il circuito automaticamente produce una tensione seppur piccola...è così?
Comunque pur con i suoi limiti mi pare una cosa interessante, potresti dirci dove reperire i componenti? Grazie

Hai capito perfettamente. Una caratteristica importante della cella di Peltier è proprio quella di generare autonomamente una corrente se raffreddiamo/riscaldiamo le "facce" della cella manualmente, senza ausilio di alimentazioni esterne.
L'occorente l'ho acquistato da un rivenditore di componenti elettronici, tipo quelli della catena GBC, Melchioni, ecc. (la cella di Peltier si può acquistare anche su e-bay).
La cella l'ho pagata 14,00 Euro
Da un artigiano di infissi in alluminio ho recuperato, senza spese, due piastrine quadrate da 10 cm. di lato.
Dallo stesso rivenditore di componenti elettronici ho acquistato un una decina di bulloncini, dadi e rondelle in plastica al costo di 2,50 Euro. E' importante utilizzare le viti in plastica per accoppiare le piastrine di alluminio in modo di isolarle termicamente.
Ciao, Alessandro.


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