Capteur UV pour Station Météo Vantage Pro 2

Je possède depuis quelques années une station météorologique Davis Instruments Vantage Pro 2. C’est une station performante et fiable équipée en plus de la mesure de température et humidité intérieures et extérieures, d’un pluviomètre, d’un anémomètre, d’un capteur de radiation mais il me manquait une fonctionnalité importante, la capteur de mesure des Ultra Violet.

Davis Instruments commercialise une sonde UV ref: 6490 mais elle est malheureusement très chère (minimum trouvé sur le NET: 250€) , j’ai donc décidé de fabriquer ma propre sonde UV.

Sonde 6490 de Davis Instruments.

C’est l’ancien modèle.

En attendant de faire mieux, j’avais mis en œuvre un capteur d’UV ML8511, couplé à un ESp8266, flashé avec un firmware ESPHOME et connecté à Home Assistant.

Cependant cette solution ne me permet pas de remonter les informations dans mes sites Météo qui sont alimentés en données directement par la VP2.

https://meteo81000.rem81.com/ et https://meteo.rem81.com/

Lors de mes recherches sur le Net je suis tombé sur un article du blog Cumulus faisant état d’essais avec différentes sondes, il date un peu mais je m’en suis inspiré dans le choix du capteur UVM30A, acheté sur Ali express pour une dizaine d’euros.

Caractéristiques de la sonde UV 6490 Davis Instruments

  • Tension: 0 à 2.5 VCC;
  • I= 2.4 mA
  • 150 mV par indice UV
  • 364 mV par MED/h
  • Résolution et unités: Indice 0,1
  • Plage de mesure: Indice 0 à 16
  • Réponse: longueur d’onde 280 nm à 360 nm
  • Stabilité de travail: – 40 ℃ +65 ℃
  • Sortie tension proportionnelle aux UV
  • Intervalle de mise à jour : 50 secondes à 1 minute (5 minutes lorsque sombre)
  • Raccordement RJ11:
    • 2 – Jaune – +V
    • 3 – Vert – signal
    • 4 – Rouge – GND
    • 5 – Noir – GND

Caractéristiques du capteur UVM30A

  • Tension de fonctionnement: cc 3-5 v
  • Tension de sortie: cc 0-1 v
  • La précision du test de l’indice uv: + / – 1
  • Courant de fonctionnement: la valeur typique 0.06 0.1 mA mA
  • Réponse: longueur d’onde 200 nm à 370 nm
  • Stabilité de travail: – 20 ℃ — 85 ℃
  • Sortie tension proportionnelle aux UV

Adaptation de l’UVM30A à la VP2

D’après les données constructeur, il est nécessaire d’adapter la sortie de l’UVM30A à l’entrée UV de la VP2, en effet le capteur UVM30A délivre une tension de 1.17 V pour 11 UV alors que l’entrée UV de la VP2 attend 1.65V pour 11 UV. La mise à niveau de la tension se fera via un ampli opérationnel câblé en amplificateur de tension non-inverseur, ce montage est parfaitement adapté et simple à mettre en œuvre.

Le tableau ci-dessous récapitule les informations, je m’en suis servi pour calculer la résistance R2, sachant que j’ai arbitrairement figé R1=10 k. le résultat théorique donne R2=4,1K, j’ai choisi un trimmer de 5k afin de pouvoir étalonner le montage.

Schéma électronique de l’ampli OP

Le schéma ci dessous est développé avec Eagle. Il permet une conception simple et rapide des circuits imprimés. Personnellement je les grave avec une CNC maison, mais vous pouvez sous-traiter la fabrication.

La conversion du circuit imprimé en fichier .cnc se fait avec une extension Eagle (.ULP) récupéré sur le site theremino.com. Allez le visiter c’est une vrai mine d’informations dans beaucoup de domaines techniques.

Apres gravure avec ma CNC maison, voici le résultat:

La mise en boitier est plus délicate, j’ai pris un boitier Sonoff qui traînait dans un tiroir, c’est pas l’idéal mais en attendant mieux (je cherche de temps en temps sur Ebay un boiter Davis Instruments) ça fera le job. J’ai percé le couvercle et laisser la cellule à l’air libre de l’UVM30A afin de ne pas filtrer les UV avec le plastique du couvercle, puis j’ai étanchéifié le tout avec un pistolet à colle, .

Avant de le brancher sur la VP2, il convient de l’étalonner, c’est tout simple, à la place du capteur UV, on injecte une tension de 1.17 V et on règle le trimer afin d’obtenir 1.65 V en sortie de l’OP.

J’en ai profité pour relever une dizaine de points intermédiaires, histoire de vérifier la linéarité de l’OP, c’est presque parfait.

Mise en Situation

Le boitier est fixé à la VP2, le cable équipé d’une RJ11 rentre dans le boitier par le trou prévu pour les capteurs.

Essais

Et bien, cela fonctionne, la VP2 relève les UV. Il faudra voir à l’usage, afin de pouvoir comparer, je conserve l’ESP avec la sonde ML8511 plus quelques sondages ponctuels sur les sites météo locaux .

Conclusion

Une sonde UV compatible avec une Davis Intruments Vantage Pro 2 fabriquée avec des composants courants pour quelques euros, ça valait le coup de s’y intéresser.

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