Monitorizarea temperaturii râurilor
„Prin faptul că s-au produs și se mai produc încă, în regimul apelor noastre, prin dezvoltarea economică a țării, unele transformări lente, nesesizabile ochilor noștrii, ca și unele modificări evidente, apar anumite localizări și expansiuni ale unor specii de pești în detrimentul altora.” - Mircea Niculescu Duvăz, 1968
Nici nu și-ar fi putut imagina cineva în acele vremuri la ce transformări și modificări vom ajunge peste 50 de ani. Relatările despre capturile prinse în urmă cu câteva decenii sunt considerate povești pescărești, fotografiile cu apele de munte par să fi fost făcute în alte țări, carași, cleni sau scobari sunt prezenți (asta, în cazul fericit) în râuri considerate sanctuare ale indigenilor și lipanilor... dar nu trebuie să-i privim cu dușmănie pe noii locuitori ai zonelor salmonidelor, prezența ciprinidelor este doar un efect.
Mai există câteva ape de munte într-o stare satisfăcătoare, multe sunt la limită, iar altele au fost distruse iremediabil. Zona lipanului și cea a păstrăvului se restrâng, salmonidele urcă în amonte odată cu încălzirea râurilor, a creșterii turbidității, a scăderii debitelor, a modificării faciesurilor și biocezelor.
Consider că este interesantă (și chiar utilă, în măsura în care se vor întreprinde anumite măsuri de repopulare sau de restaurare a cursurilor de apă) monitorizarea pe termen lung a caracteristicilor fizico-chimice ale apelor de munte.
Nici nu și-ar fi putut imagina cineva în acele vremuri la ce transformări și modificări vom ajunge peste 50 de ani. Relatările despre capturile prinse în urmă cu câteva decenii sunt considerate povești pescărești, fotografiile cu apele de munte par să fi fost făcute în alte țări, carași, cleni sau scobari sunt prezenți (asta, în cazul fericit) în râuri considerate sanctuare ale indigenilor și lipanilor... dar nu trebuie să-i privim cu dușmănie pe noii locuitori ai zonelor salmonidelor, prezența ciprinidelor este doar un efect.
Mai există câteva ape de munte într-o stare satisfăcătoare, multe sunt la limită, iar altele au fost distruse iremediabil. Zona lipanului și cea a păstrăvului se restrâng, salmonidele urcă în amonte odată cu încălzirea râurilor, a creșterii turbidității, a scăderii debitelor, a modificării faciesurilor și biocezelor.
Consider că este interesantă (și chiar utilă, în măsura în care se vor întreprinde anumite măsuri de repopulare sau de restaurare a cursurilor de apă) monitorizarea pe termen lung a caracteristicilor fizico-chimice ale apelor de munte.
Se poate monitoriza temperatura pe durata lunilor călduroase de vară când creșterea temperaturii poate plasa peștii dincolo de zona de confort sau variația temperaturii în lunile de primăvară și de toamnă, perioade în care anumite specii de salmonide încep reproducerea. Desigur, instalarea unei asemenea serii de dispozitive pe cursul unei ape ne oferă indicii despre zonele de temperatură ale râului.
La începutul lunii martie voi încerca să pun în apă 8 asemenea dispozitive, urmând să vă prezint rezultatele peste 10-12 luni (dacă nu intră apa prin device-uri). Le stau la dispoziție celor interesați de detaliile tehnice sau celor care doresc să inițieze un proiect asemănător.
Bazându-mă pe vagile cunoștințe de electronică din tinerețe, dar și pe democratizarea programării microprocesoarelor oferită de platforma Arduino, am construit un datalogger cu următoarele caracteristici (adaptat după schema și principiile propuse de Nick Gammon)
- consum mic (25µA), ceea ce conferă o durată mare de exploatare a bateriilor (mult sub descărcarea în gol a bateriilor care se situează la 80µA).
- plajă relativ mare de alimentare 5.5V-3V - nu este afectat de variația în timp a tensiunii celor 3 baterii (Varta Professional Lithium sau Energizer Ultimate Lithium, baterii care funcționează la temperaturi negative, conform specificațiilor producătorului).
- măsoară temperatura la un interval de 30 de minute (am considerat că intervalul de 30 de minute poate furniza informații importante în cazul unor evenimente excepționale: o ploaie torențială, o viitură, variații ale debitului apei cauzate de construcții hidrotehnice sau chiar deversări de ape industriale).
- înregistrează valoarea măsurată a temperaturii cât și data și ora la care această măsurare a fost făcută pe un card de memorie - microSD card; totodată măsoară și înregistrează tensiunea furnizată de baterii, informație utilă pentru evaluarea funcționării dispozitivului pe termen lung.
- dispozitivele sunt sincronizate inițial (schema include un ceas cu o eroare foarte mică, compensat termic), ceea ce oferă posibilitatea comparării datelor obținute de la acestea.
- o mărime rezonabilă pentru a putea fi poziționat ușor în apă, robust și, destul de important, puțin bătător la ochi, pentru a nu „pleca”.
Specificații tehnice:
>>încarcă schema rezoluție ridicată>>
>>încarcă schema rezoluție ridicată>>
- Microprocesorul este ATmega 328P-PU pe care am încărcat un bootloader LilyPad Arduino (LF: 0xFF; HF: 0xDA; EF: 0XFD), 8MHz, oscilator cuarț extern (pentru stabilitate folosim oscilator extern).
- Ceasul se bazează pe circuitul DS3231/SN. Este importantă specificația SN pentru ca acesta să funcționeze corect la temperaturi apropiate de 0 sau negative. (Circuitul DS1307 este mult mai comun și accesibil, dar nu este indicat pentru că tensiunea minimă de alimentare este de 4.5V și, în plus, are o eroare semnificativă pe termen lung)
- Microprocesorul comandă un tranzistor MOSFET-P. Acesta trebuie să se deschidă la tensiuni mici și să prezinte o rezistență mică drenă-sursă. Am folosit PMV32UP.
- Procesorul este în stare de consum minim (sleep mode). O dată la 48 de secunde se „trezește” și deschide tranzistorul MOSFET-P, alimentând astfel termometrul digital DS18B20 (setat la sensibilitate de 12-bit) și, prin intermediul regulatorului MCP1700, cardul de memorie și circuitul 74HC4050. „Citește” ceasul, iar dacă minutele sunt 0 sau 30, atunci măsoară temperatura și înregistrează valoarea; dacă minutele sunt diferite de cele două valori, atunci intră în starea de consum minim (7µA).