Teste experimental do pluviômetro¶
Teste de quantidade de chuva por batida de báscula¶
Introdução:¶
Como sendo um projeto da estação meteorológica modular, dentro do laboratório CTA jr se tem o pluviômetro SEN-08942, um equipamento comprado pelo Rafael Pezzi que tem a finalidade de se juntar com a estação na medida de chuva. Nosso equipamento funciona digitalmente com um sistema de switch(interruptor) oferecendo compatibilidade com arduino. O equipamento utilizado nesse experimento contém um sistema de “gangorra”, cada lado da gangorra, que são chamados de básculas, suporta uma certa quantidade de àgua, quando esta quantidade excede o limite ocorre a queda da báscula gerando um sinal digital que é emitido para o arduino, sendo isso um método prático de contagem. A finalidade do teste com o pluviômetro era comparar a medida nominal oferecida pelo datasheet[¹] (0,2794 mm) para cada batida de báscula com o que coletaríamos dos dados. Com o teste realizado obtivemos o valor de 0,45 mm pra cada batida de báscula.
Montagem do teste.
Equipamentos:¶
Régua;
Copo de backer de 900 ml;
Pluviômetro;
Recipiente para derramar a água com um volume maior que 0,9 l;
Filtro de café;
Base de suporte para o pluviômetro
Utilização dos equipamentos no teste.
Procedimento experimental:¶
Começamos medindo os comprimentos dos lados da “boca” do pluviômetro, que é retangular, com a régua. Após, utilizamos 900 ml de água para encher o copo de backer. Utilizamos a base de suporte para fixar o pluviômetro pelo recipiente. Colocamos o filtro de café na boca do pluviômetro para que a água derrame mais lentamente para que o pluviômetro consiga captar com mais precisão o volume de água “derramada”. Derramamos a água na boca do pluviômetro, depois retiramos o recipiente debaixo do pluviômetro.
Código utilizado¶
código disponibilizado aqui
1 // Constantes:
2 const int buttonPin = 2; // pino ao qual o pluviometro
3 // está conectado
4
5 // Variáveis:
6 int buttonPushCounter = 0; // contador para o numero de mudanças
7 // das básculas
8 int buttonState = 0; // estado atual do switch
9 int lastButtonState = 0; // estado anterior do switch
10
11 // as variaveis a seguir sao do tipo long pois o tempo, medido em milissegundos,
12 // rapidamente se tornara em um numero grande demais para ser armazenado em uma int.
13 long lastDebounceTime = 0; // a ultima vez em que o pino de saida foi alternado
14 long debounceDelay = 50; // o tempo de debounce
15
16 void setup() {
17 // initializa o pino do switch como entrada
18 pinMode(buttonPin, INPUT);
19 // initializa a comunicaçao serial:
20 Serial.begin(9600);
21 }
22
23 void loop() {
24 // ler o estado do switch pelo pino de entrada:
25 buttonState = digitalRead(buttonPin);
26
27 // comparar o estado atual do switch ao seu estado anterior:
28 if (buttonState != lastButtonState) {
29 if (buttonState == HIGH) {
30 // se o estado do switch muda, por ruido ou mudança de bascula,
31 // e o estado atual e high, reseta o timer do debounce
32 lastDebounceTime = millis();
33 }
34 if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
35 // o estado atual do switch esta estabelecido a um tempo maior
36 // do que o delay de debounce, entao nao deve ser ruido e pode
37 // ser contado como uma mudança de bascula
38 buttonPushCounter++;
39 Serial.print(buttonPushCounter);
40 }
41
42 }
43 // save the current state as the last state,
44 //for next time through the loop
45 lastButtonState = buttonState;
46 }
Dados obtidos:¶
Com os cálculos realizados obtivemos o seguinte resultado da área da "boca" do pluviômetro é de 0,0055 m², 365 batidas para 0,9 l de água derramada para o teste.
Cálculos e estimativas:¶
A relação seguinte é valida [²]:
C = V / A = 0,9 l / 0,0055 m² = 164 mm
onde C é quantidade de chuva, V é o volume e A é a área.
C_b = V / ( B * A) = 0,9 l / (365 batidas * 0,0055 m²) = 0,44831 mm ≅ 0,45 mm,
onde C_b é a quantidade de chuva por batida de báscula, V é o volume de água derramada, B é a contagem de batidas por cada 900 ml e A é a área da “boca” do pluviômetro.
Conclusão:¶
Através dos experimentos e cálculos obtidos, tivemos a conclusão que o valor fornecido pelo datasheet pode variar de equipamento para equipamento, sendo assim necessário esse teste.
Referencias:
[¹] Datasheet
[²] Quantidade de chuva necessária por litro