転倒ます型雨量計は、重力と磁気センシングを組み合わせた基本的な原理で動作します。 雨水は、校正されたますに集まり、一定量に達すると、機構が不安定になり転倒します。この物理的な動きにより、磁石が固定されたスイッチ（通常はリードスイッチまたはホール効果センサー）を通過し、マイクロコントローラーによってカウントされて総降水量を計算するデジタルパルスが生成されます。
このシステムが養蜂場にとって最大の利点となるのは、深い「スリープ」モードを維持し、磁気スイッチが割り込みをトリガーしたときにのみ起動できることです。これにより、超低消費電力が実現され、遠隔地のバッテリー駆動の巣箱監視システムに不可欠です。
測定の仕組み
重力による集水
システムの核心は、バランスの取れた機械式のシーソーまたは「ます」です。雨が降ると、この機構の一方の側へ導かれます。
転倒点
ますは、正確な量の水を保持するように校正されています。その特定の限界に達すると、重力がバランス点を克服し、ますを転倒させて内容物を空にします。
サイクルのリセット
この転倒動作により、通常、2つ目のます（二連ます設計の場合）が漏斗の下に配置されるか、機構がリセットされ、次の降水量の測定にすぐに備えます。
磁気による信号生成
可動磁石
小さな磁石が転倒ます機構に物理的に取り付けられています。ますは転倒したときにのみ動くため、乾季中またはますに水が溜まっている間は磁石は静止しています。
パルス発生のトリガー
ますが転倒すると、磁石が装置ハウジングに固定されたセンサーを通過します。
センサーの選択肢
このセンサーは通常、リードスイッチまたはホール効果センサーです。通過する磁場が一時的に回路を閉じ（または電圧を変化させ）、明確な電子パルスを生成します。
遠隔地の養蜂場での電力最適化
遠隔監視の課題
養蜂場はしばしばオフグリッドにあり、バッテリーまたは小型ソーラーパネルに依存しています。継続的な電子監視は電力を急速に消費するため、標準的なセンサーは非効率的です。
割り込み駆動ロジック
転倒ますは、割り込み駆動信号を利用することでこの問題を解決します。マイクロコントローラーは、雨を「監視」するために起動し続ける必要はありません。
バッテリー寿命の最大化
代わりに、システムは低電力スリープモードにとどまります。磁気スイッチによって生成されるパルスは、ハードウェアの「ウェイクアップコール」として機能します。システムは、転倒をカウントするためだけに起動し、データを保存し、すぐにスリープに戻るため、平均消費電力を大幅に削減します。
限界の理解
機械的な脆弱性
このシステムは可動部品に依存しているため、物理的な詰まりの影響を受けやすいです。葉っぱや死んだ昆虫などのゴミが、ますの転倒を妨げる可能性があります。
感度のトレードオフ
システムは離散的な増分（ステップ）でカウントします。ますを1回転倒させるのに必要な量よりも少ない降水量を測定することはできず、微量の降水を見逃す可能性があります。
養蜂場に最適な選択
巣箱管理システムに雨量監視を統合する際は、これらの構成目標を検討してください。
- バッテリー寿命の最大化が最優先事項の場合： リードスイッチは、アクティブになるまで電力を消費しないパッシブコンポーネントであるため、ホール効果センサーよりもリードスイッチを優先してください。
- データ精度が最優先事項の場合： 激しい豪雨中にますの転倒を見逃さないように、ポーリングループではなくハードウェア割り込みを利用するコードを使用してください。
重力と磁気割り込みを活用することで、機械的な動作を非常に効率的なデジタルメトリックに変換できます。
概要表：
| 特徴 | 機構 | 養蜂場における利点 |
|---|---|---|
| 測定 | 校正済み転倒ます | 正確な容量ベースの増分 |
| センシング | 磁石 + リード/ホールスイッチ | ゼロ電力スタンバイ；デジタルパルス生成 |
| 電力ロジック | 割り込み駆動ウェイクアップ | オフグリッド場所でのバッテリー寿命の最大化 |
| メンテナンス | 機械式シーソー | 簡単な操作ですが、ゴミの除去が必要です |
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参考文献
- Martin Magdin, Zoltán Balogh. Design and Realization of Interconnection of Multifunctional Weighing Device with Sigfox Data Network. DOI: 10.7160/aol.2020.120209
この記事は、以下の技術情報にも基づいています HonestBee ナレッジベース .
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