Снегомерно-дистанционная рейка. Первый шаг к оперативности и точности лавинных прогнозов

Несколько месяцев назад у меня родилась идея создания снегомерно-дистанционной рейки для нужд нашей лавинной службы.

Основными требованиями были:

- оперативный сбор и дистанционная передача температурных данных в слоях снежной толщи в течении зимнего сезона.

Это позволяет в начале и во время зимы отслеживать температурный градиент, ведущий к активным процессам метаморфизма (и как следствие - образованию слабых слоев глубинной изморози), а в весеннее время определить начало лавиноопасного периода схода мокрых лавин.

- бюджетность проекта. Сейчас на создание одной рейки нужно около 150$

- автономность и компактность

- возможность снимать показания высоты снега.

Благодаря моему другу Роме Ткаченко – это всё было успешно реализовано и сейчас находится на стадии теста в полевых условиях (первая рейка была установлена 25 ноября на высоте 2200м).

Первый вариант (только температурный) и второй с ультразвуковым дальномером.<.p>

Процесс сборки

Технические характеристики и особенности

Электронная основа проекта была реализована на платформе Arduino. Далее
- 10 термодатчиков, расположенных с шагом в 20 см на 3-х метровой деревянной рейке (+1 датчик - внутренний в самом устройстве),
- 1 ультразвуковой сенсор для определения высоты снежного покрова.
- автономное питание устройства (сервера) на весь сезонный период работы (расчёты показывают, что аккумулятора должно хватить на 4
<месяца работы)
- передача данных о температуре и уровне снега на приемное устройство (клиент), работающее в паре с Android смартфоном. Дальность передачи около 1км.

Алгоритм работы

Сервер с помощью фотодатчика измеряет текущий уровень освещения и если снаружи день - начинает слушать радиоэфир на предмет запросов от «клиента». Если запроса нет в течении 1 секунды, сервер "засыпает" - включает режим энергосбережения на 1 минуту. Если запрос обнаружен - сервер производит измерения температуры и высоты снежного покрова и передает данные «клиенту». Временной интервал измерения и передачи примерно 3 секунды. После передачи данных сервер засыпает на 1 минуту. Цикл повторяется до тех пор, пока данные от фотодатчика не будут интерпретированы как "темнота" - если получает такой ответ - сервер входит в режим сна.

Сервер данных

Приемник ("Клиент")

Вот так выглядят полученные данные на смартфоне. Где Т0 - температура на почве, далее через 20см - до 180см (Т9)

Небольшие выводы. Плюсы и минусы, выявленные в ходе тестов

1. Основная проблема - это, конечно, батарея (у нас она 3v). Мы рассчитываем, что она проработает около 4 месяцев (пока все получается), но в других условиях климата вполне возможно, что на весь сезон заряда не хватит. Тогда придется выкопать сервер и сняв батарею, ее зарядить (2-3 часа)

2. Ультразвуковой дальномер. Как выяснилось (хотя тесты еще идут), не всегда корректно показывает... Связано это с поверхностью снега, образованием на ней кристаллов изморози и т.д Пока не проверено, как это будет в сильнй ветер и снегопады... Но все впереди и тесты его только начались!

Ну и результаты. За последние дни (29.02 - 2.03) в Красной Поляне сильно потеплело, температура на высотах 2200-2300м даже в ночные часы не опускаются ниже 0. Все это, конечно же, отражается на ходе температур в снежном покрове - почти по всему профилю около и нулевые температуры (что хорошо видно на фото выше), это говорит о том, что дальнейший приток тепла будет не оттеплять снежные горизонты, а уже растапливать, появится свободная вода, уменьшающая сцепление горизонтов и тем самым приведет к образованию мокрых лавин по грунту или по водоупорным коркам!
Собственно это и подтверждается!

Курорт "Роза Хутор". Место: Обер Хутор, лавинный очаг 16А-7

Впереди еще много трудностей и путей их решения, но я надеюсь, что мы на верном пути и все это поможет в оперативности принятия решения и в повышении точности лавинных прогнозов!

Автор: Макс Панков