specifications optimales pour un capteur de vent

[nico123456]

Bonjour

 

Je suis dans la dernière ligne droite pour sortir l'anémomètre Windbird :

 

 

Son prédécesseur, le Pioupiou, était destiné uniquement au sport. Donc je n'avais pas vraiment pris en compte les besoins des professionnels et passionnés de météorologie. Corrigeons-ça !

 

Pour l'instant, voici ce que j'imagine pour chaque transmission :

 

- Vitesse vent moyen sur 5 minutes (2 périodes). Sampling 4Hz

- Direction moyenne sur 5 minutes (2 périodes). 0-360°, résolution 1°. Sampling 1Hz

- Rafale max sur 5 minutes (2 périodes). Sampling 4Hz moyenné sur 3 secondes.

- Vent min sur 5 minutes (2 périodes). Sampling 4Hz moyenné sur 3 secondes.

- Température moyenne sur 10 minutes (mesure non conforme car pas d'abri, mais qui reste intéressante). Sampling 1Hz.

- Deviation standard de la vitesse, de la direction et de la température sur 10 minutes. Sampling 1Hz

 

 

 

Quelles sont les spécifications que vous attendez d'un anémomètre "idéal" ?

 

Quelles sont les spécifications requises pour le réseau StatIC et pour une utilisation "pro" ?

 

Quelles sont les plages de mesure et la résolution qui vous semblent appropriés ?

[jp59]

Remplacer Windbird par un terme en français. 

[nico123456]

Nous visons un marché international. Le nom en anglais est donc justifié.

[Thundik81]

Normal, Nico, de ne pas avoir poursuivi là ?
https://forums.infoclimat.fr/f/topic/56231-nouveau-capteur-de-vent-autonome-recherche-testeurs/#comment-3402064

 

Sinon sur ton site :
https://forum.openwindmap.org/category/33/windbird
>
https://github.com/windbird-sensor/

[nico123456]

Pas le même produit que dans l'autre sujet sur ce forum.

 

Il me semble pertinent de poser la question ici, auprès de la communauté infoclimat. Ça permet de croiser les regards.

[970hPa]

Le 09/04/2023 à 14:21, nico123456 a dit :

Vitesse vent moyen sur 5 minutes (2 périodes). Sampling 4Hz

- Direction moyenne sur 5 minutes (2 périodes). 0-360°, résolution 1°. Sampling 1Hz

- Rafale max sur 5 minutes (2 périodes). Sampling 4Hz moyenné sur 3 secondes.

- Vent min sur 5 minutes (2 périodes). Sampling 4Hz moyenné sur 3 secondes.

- Température moyenne sur 10 minutes (mesure non conforme car pas d'abri, mais qui reste intéressante). Sampling 1Hz.

- Deviation standard de la vitesse, de la direction et de la température sur 10 minutes. Sampling 1Hz

Tu arrives a sortir les rafales sur 10m ?

[nico123456]

Oui, si on a les rafales sur 5 minutes, on les a aussi sur 10. Il suffit de prendre la valeur max des deux périodes.

Idem pour la moyenne, on peut l'avoir sur 10 minutes.

Modifié 10 avril 2023 par nico123456

[970hPa]

Sur IC on va récupérer les données par 10m 

 

Donc le vent moyen 10m et rafales aussi 

 

Après, les données peuvent être générer comment ? 

[nico123456]

> Après, les données peuvent être générer comment ?

 

C'est à dire ? Je n'ai pas compris la question

[970hPa]

il y a une heure, nico123456 a dit :

> Après, les données peuvent être générer comment ?

 

C'est à dire ? Je n'ai pas compris la question

Pour la récupération des données, ça se fait comment ? 😁 API, envoi sur FTP ....

[nico123456]

API. Qui sera probablement similaire à l'existante : https://developers.pioupiou.fr/

Modifié 10 avril 2023 par nico123456

[LMK]

Pour statIC comme dit plus haut c'est bon avec les données 10 minutes (direction, vent moy et rafale), pour les rafales ce serait bien aussi d'avoir le max instantané (en 0.25s donc si c'est du 4Hz) d'une part car les stations du réseau MF donnent un max instantané (2 ou 4Hz me souviens plus, la valeur en 3s étant disponible en supplément dans les tableaux), du coup on se retrouve avec des écarts souvent importants entre les anémos MF et les Davis par exemple, faussant les comparaisons. D'autre part la valeur maxi instantanée est très intéressante pour suivre les turbulences pouvant occasionner des variations rapides de la vitesse du vent, et bien entendu c'est un régal pour les passionnés d'éole qui n'ont pas peur de rentrer les valeurs quotidiennes dans un fichier excel de plus de 300000 lignes pour décortiquer le vent de manière ultra précise lors du passage d'une ligne de grains de 5 minutes 😁

 

Le max instantané est utilisé pour plusieurs stations du réseau statIC déjà. Pour ma part j'utilise l'échantillonnage le plus fin possible pour les rafales, soit 0.27s (pas tout à fait 4Hz donc mais pas loin), je garde les rafales moyennées sur 1 et 3s pour mes fichiers perso.

 

Sinon, super intéressant la déviation standard pour la direction, cette donnée n'est pas publiée en utilisation purement "météo", mais c'est pas mal de l'avoir sous la main (pour les sites hyper dégagés).

Modifié 11 avril 2023 par LMK

[bianconero]

ça vaudra pas le Meteowind Barani 😆 https://www.meteo-shopping.com/fr/anemometre-connecte/562-anemometre-connecte-meteowind-iot-pro.html

[970hPa]

Je pense qu'avoir les rafales max 1h et 24h ça serait bien aussi  

[nico123456]

Attention ! Une fréquence d’échantillonnage plus élevée ne veut pas dire une vitesse instantanée plus juste, contrairement aux rafales.

 

Pour la majorité des anémomètres mécaniques, le calcul de la vitesse se fait en comptant des impulsions. Voici un schéma :

 

Les impulsions sont représentées par les traits noirs et les périodes sont représentées par les rectangles.

 

Avec une période d’échantillonnage courte, le problème est que les impulsions ne tombent pas toujours pile poil au bon moment. On peut en avoir juste avant le début de la période ou juste après.

 

Les périodes en bleu font toutes la même durée. Idem pour les rouges.

 

Pour la bleue, en échantillonnant sur 0,25s, on mesure une vitesse de 3 ou 5,9 km/h, selon comment ça tombe.

Pour la rouge, on a entre 0 et 3 km/h.

 

Ici, je l'illustre pour une vitesse faible, mais le problème est valable également pour des vitesses plus élevées. Le nombre d'impulsions correspondant à la vitesse réelle est donc +/- une impulsion. Ça crée un pourcentage d'erreur qui peut être non négligeable. Sur cet exemple du Windbird, à 0.25s, je peux encore avoir près de 10% d'erreur à 43km/h et je dois monter jusqu'à 81km/h pour n'avoir plus que 5% d'erreur.

 

C'est quasi 5x pire sur le Davis, avec 3.621km / h / impulsion vs 0.735 km / h / impulsion pour le Windbird.

 

Pour ces anémomètres mécaniques, ça n'a donc pas de sens de sortir une valeur absolue à 0.25s.  La situation est différente sur les anémomètres qui utilisent d'autres principes de mesure, comme les ultrasons ou les pitots.

 

C'est pourquoi on moyenne sur plusieurs périodes. Plus le nombre de périodes est grand, plus l'approximation numérique baisse.

 

L'OMM estime qu'une moyenne sur 3 secondes représente bien les rafales pour la majorité des anémomètres mécaniques.

 

Mais alors pourquoi échantillonner sur 0.25s ? Car les 3 secondes correspondent à une moyenne glissante. Si on avait des périodes de 3 secondes fixes, on pourrait n'avoir que le début ou la fin de la rafale. Avec la moyenne glissante, on est assuré d'avoir la mesure centrée sur le maximum de la rafale.

 

 

--

 

Par rapport à la meteowind, on aura l'avantage non négligeable du prix (divisé par deux !), de la simplicité d'installation et du GPS antivol. Et dans notre expérience, l'hélice résiste mieux. On a eu beaucoup de casse en montagne avec les coupelles meteowind, alors qu'on a du vendre max 10 hélices de pioupiou en 7 ans - souvent cassées suite à une chute. Notre partenaire vend une MeteoWind version Sigfox, intégrée au réseau openwindmap : https://www.nextmodelrc.com/fr/anemometre-connecte-balise-meteo/9405-mwi-c05-sf-rc1-meteowind-iot-pro-sigfox-openwindmap-1-an-abonnement.html

 

--

 

Pour ce qui est des traitements statistiques dérivés (mini, moyen, max), on peut les calculer à postériori pour aggréger les périodes. 10 minutes, 1 heure, 24h.... Mais effectivement, ça sera intéressant de pouvoir sortir ça directement sur l'API. Je vais l'implémenter. C'est la preuve que votre point de vue "météorologique" a un apport pour le projet 👍   Par contre, on ne peut pas le faire pour la déviation standard, car le calcul nécessite d'avoir tous les échantillons. Je la proposerai donc sur 10 minutes comme les recommandations OMM.

Modifié 11 avril 2023 par nico123456

[nico123456]

Quelles sont les plages de vitesse à prévoir pour la transmission ?

Quelle est l'unité que vous privilégiez ? km/h ou m/s ? (savoir sur quoi arrondir)

Est-ce que - pour votre usage - une résolution au km/h près suffit ou alors il faut des décimales ou du 0.1 m/s ? Ça donne quoi sur les autres stations que vous utilisez ? L'OMM dit 0.5 m/s

 

Pour les rafales, l'OMM dit qu'on doit transmettre entre 0 et 150m/s à 0.1m/s près. Mais je pense que c'est du délire. À cette vitesse (540km/h), ça fait bien longtemps que l'anémomètre se sera envolé.

MeteoWind se revendique conforme OMM, mais ne peut transmettre que jusqu'à 51,1 m/s (184km/h, encodage sur 9 bits, source) alors que l'OMM demande 75.

 

Quid du Davis ou des autres stations que vous utilisez ? Il y a-t-il beaucoup d'applications qui ont réellement besoin d'être 100% OMM ?

 

Je suis un peu perdu entre la théorie et la pratique.

 

Exigences OMM ci-dessous :

 

Modifié 11 avril 2023 par nico123456

[970hPa]

Il y a 2 heures, nico123456 a dit :

Quelle est l'unité que vous privilégiez ? km/h ou m/s ? (savoir sur quoi arrondir)

Km/h 

 

Il y a 2 heures, nico123456 a dit :

Est-ce que - pour votre usage - une résolution au km/h près suffit ou alors il faut des décimales ou du 0.1 m/s ? Ça donne quoi sur les autres stations que vous utilisez ? L'OMM dit 0.5 m/s

Faut les decimales 

 

Donc ex :16.1km/h

 

 

La plage de mesure de l'anémomètre davis est de :

 

1 à 322 km/ h

 

Cc @Fred59_ va pouvoir te donner plus d'informations 👀

 

Modifié 11 avril 2023 par 970hPa