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本週特寫  
   

自動氣象站
(Automatic Weather Station, AWS)

二零一六年五月 第二星期
 

中學的地理科老師常會為校園安裝測量天氣數據的設備,以收集每日的天氣資料。

 

「史提芬遜百葉箱」(Stevenson Screen)是較早期的標準裝置。在白色長形的木製百葉箱內,會裝有乾濕球溫度計、最高及最低溫度計等儀器,讓同學每日按時來記錄溫度和相對濕度的數據,從而瞭解天氣因子的變化和關係。

 

時代進步,倚賴人手記錄數據的百葉箱,亦漸漸被自動化的氣象站所取代。現時一般中學所使用的「自動氣象站」(AWS),大多是外國製造的產品,功能較為全面。除了基本的氣溫和相對濕度外,風向、風速、氣壓、雨量等,亦可以測量得到。雖然這些「自動氣象站」的價格及安裝費用動輒要港幣一至兩萬多元,但其管理及使用方便,加上所蒐集的資料往往可以通過電腦應用程式匯出成網頁發佈,實在是便於瀏覽及數據分析。

 

不過,坊間亦有一些較便宜的「自動氣象站」選擇。

 
 

Arduino」是一個簡單的微控制器(Microcontroller),由意大利一家設計學院的老師特意設計出來,讓沒有高階電子及電腦知識背景的學生,亦可藉此自行製作出自動化的互動裝置。

 

 
 

簡單而言,「Arduino Board」是一塊具備執行電腦程式能力的電路板。我們只要為它裝上不同的配件或監測器,它便可以按我們的設計作出數據蒐集或其他互動的功能。例如:我們可以為它裝上溫度、濕度、氣壓或太陽輻射等監測器,它便會自動記錄相關數據的資料。而且,這些監測器不只限於量度氣象資料的範疇,其他如環境質素的監測器(二氧化碳、懸浮粒子等)、機械及電子感測的元件(電動馬達、紅外線等)等亦有很多選擇,功能相當齊全,變化多端。

 

 

由於「Arduino」的硬件及軟件均屬於開放源碼(Open-Source),其電路板及配件的價格非常便宜。以製作一個基本的「自動氣象站」為例,費用約為港幣一千元,是一般中學學科每年的預算所能負擔之內。

 

當然,整個製作過程始終涉及基本的電腦程式技能;因此,地理科老師若能與電腦科老師共同協作,以跨學科的模式啟發學生製作自己校園的「自動氣象站」,或許不失為一個可行的共贏方案。

 

 

備註:網上有很多關於「Arduino」的製作及教案材料,老師不妨自行搜尋參考。

 

 

地理科老師

盧炳洪

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