Data transfer methods. Configuration.

Station + GSM

Connection and configuration the station via GSM

Natlogger server configuration

Natlogger platform instruction/configuration

Sokol Analytics + Modbus

General instructions for the Sokol Analytics program + Modbus connection

Sokol-M1 + Ethernet

General instructions for connecting Sokol-M1 using an Ethernet converter

General information

The SOKOL-M1 automatic meteorological station (hereinafter referred to as SOKOL-M1, product, weather station, station) is designed for automatic measurement of meteorological parameters: air temperature, soil temperature, soil moisture, water temperature, relative air humidity, air flow velocity and direction, atmospheric pressure, amount and intensity of atmospheric precipitation.

The SOKOL-M1 weather station allows you to collect and process the results of meteorological observations, store and analyze all information in real time. Continuous monitoring of weather conditions increases the accuracy of weather forecasts.

More detailed technical specifications are provided in device's datasheet file.

User manual: Sokol-M1 user manual.

Sokol-M1 technical specifications

Parameter name	Meaning
Power supply voltage from DC network, V	From 8 to 25
input power, no more than W	10
Battery capacity, Ah	8
Minimum capacity of the black box	month at 10-minute intervals, 4096 records
Communication interfaces with Sokol-M1	USB, Bluetooth 4.0
Positioning system	GPS/ГЛОНАСС
Maximum battery life, at least … hours	2000*
Communication interfaces	GSM**, RS-485, LoRa433, Iridium, Lora WAN, Гонец
Operating conditions: Range of measurements of air temperature, ^oC Range of relative humidity measurement, % Range of measurements of atmospheric pressure, hPa Range of measurement of air flow rate, m/s	from -60 to +55 from 0 to 100 from 540 to 1100 up to 60
Average operating time before failure, hours, not less than	20000
Average service life, years, not less than	8
Maximum battery life, hours, not less than	2000
Dimensions, mm, max.	290х400х418
Weight, kg, max.	2,75
Notes 1) * With a message sending interval of at least 30 minutes, an ambient temperature of 0 to 55 °C, and compliance with the rules for installing a weather station in the field. 2) **GSM – minimum operating temperature in GSM mode is minus 40 °C.

Principle of operation of sensors and metrological characteristics of Sokol-M1

The operating principle of sensors for various measuring channels of stations is shown in Table 2.

Table 2 – Principle of operation of the SOKOL-M1 weather station sensors

Measured parameter	Principle of operation
Air temperature	Based on the change in the conductivity of the sensitive element depending on the ambient temperature
Relative air humidity	Based on the change in the conductivity of the sensitive element depending on the air humidity
Wind speed	Based on the conversion of the airflow speed into the rotational motion of the shaft with а set of cups that is detected and measured by means of the Hall sensor
Wind/Airflow direction	Based on the conversion of the wind vane's angle of rotation into an electrical signal using а magnetic rotation angle recorder (encoder)
Atmospheric pressure	Based on the piezo-resistive effect: а change in the membrane’s resistance when it deforms under atmospheric pressure is registered and recorded
Amount of precipitation	Based on the measurement of the precipitation/rainfall intensity (the total of the mm of rainfall per day
Rainfall intensity	The intensity of rainfall is measured based on the number of tilts of a tray mechanism (small container) with one tilt being equal to 0.29 mm; the counter is reset every time the Station is polled via ModBUS or transmits its data to a server via GSM.
Ultraviolet level of solar radiation	Based on the occurrence of current through the p-n transition under the influence of ultraviolet radiation on the photodiode
Level of the visible solar radiation spectrum	Based on the occurrence of current through the p-n transition under the influence of visible radiation spectrum on the photodiode

The SOKOL-M1 automatic meteorological station measures meteorological parameters in accordance with Table 1.

Table 1 – Metrological characteristics of SOKOL-M1:

Name of characteristic	Measurement range/measurement tolerance limits	Characteristic value
Atmospheric pressure	Range of measurements of atmospheric pressure, hPa	from 540 to 1100
Atmospheric pressure	Absolute permissible error limits of atmospheric pressure measurement, hPa	±0,5
Air temperature	Range of measurements of air temperature, ^oC	from -60 to +55
Air temperature	Limits of allowed absolute measurement error of air temperature, °C: - range: -30…55 inclusive - range: -60…-30 inclusive	±0,4 ±0,5
Relative air humidity	Range of relative humidity measurement, %	from 1 to 100
Relative air humidity	Absolute permissible error limits of air humidity measurements, %	±5
Soil temperature (if additional equipment is used)	Range of measurements of soil temperature, ° C:	from -60 to +70
Soil temperature (if additional equipment is used)	Limits of allowed absolute error of soil temperature measurements, °C: - range: -30…50 inclusive - range: -60…-30 and 50…70 inclusive	±0,2 ±0,4
Water temperature (if additional equipment is used)	Range of measurements of water temperature, ° C:	from -10 to +65
Water temperature (if additional equipment is used)	Limits of allowed absolute error of measurement of water temperature, °C	±0,2
Rainfall volume	Precipitation measurement range, mm	from 0,2
Rainfall volume	Limits of permissible relative error of atmospheric precipitation measurements, %	±(0,2 + 0,05∙Х*)
Rainfall intensity	Rainfall intensity measurement range, mm/h	from 0 to 120
Rainfall intensity	Limits of permissible absolute error of atmospheric precipitation intensity measurements, mm	±(0,2+0,05∙I*)
Wind speed	Range of measurement of air flow rate, m/s	from 1 to 60
Wind speed	Limits of permissible relative wind speed measurement error, m/s - range: 1 … 5 m / s inclusive; - range: 5 … 60 m / s	±0,5 ±(0,5 + 0,05∙V*)
Wind direction	Measurement range of airflow direction	from 0˚ to 360˚
Wind direction	Absolute permissible error limits of wind direction	±3˚
Notes 1) X* – measured value of atmospheric precipitation, mm. 2) I* – measured value of atmospheric precipitation intensity, mm/min. 3) V* – measured air flow velocity, m/s.

Design and set of components of the Sokol-M1 station

Sokol-M1 design

The SOKOL-M1 automatic meteorological station is designed as a monoblock, the housing of which contains: a unit for recording and processing measurement data, sensors for measuring temperature and relative humidity, precipitation amount and intensity, atmospheric pressure, a rechargeable battery, and auxiliary communication equipment. An anemometer and a weather vane are located on the outside of the SOKOL-M1 station housing. Additionally, at the customer's request, it is possible to supplement the weather station with a solar radiation indicator in the UV range, a visible spectrum solar radiation level indicator, a JC029F-Y01 digital video camera, and a tripod for the Sokol-M1 weather station. If necessary, the anemometer and weather vane can be installed remotely.

The appearance of the Sokol-M1 weather station is shown in Figure 2:

Sokol-M1 set of components

The scope of delivery of the SOKOL-M1 weather station is shown in Table 4: ATTENTION! THE MANUFACTURER RESERVES THE RIGHT TO MAKE CHANGES TO THE DESIGN AND CONTENTS OF THE PRODUCT WITHOUT PRIOR NOTICE TO THE CONSUMER.

ATTENTION! THE MANUFACTURER RESERVES THE RIGHT TO MAKE CHANGES TO THE DESIGN AND CONTENTS OF THE PRODUCT WITHOUT PRIOR NOTICE TO THE CONSUMER.

Table 4 – Scope of delivery of the SOKOL-M1 weather station:

№	Product Designation	Product Name	Qua ntity	Serial number	Note
1	ТЕМГ.416311.010	SOKOL-M1 automatic meteorological station	1
2	МС1.41631.002 ПС	SOKOL-M1 automatic meteorological stations. Passport	1
3	МС1.41631.002 РЭ	SOKOL-M1 automatic meteorological stations. Operating manual)*(1	1
4	ТЕМГ.402161.002	Vane	1
5	ТЕМГ.402131.002	Anemometer:	1
6		Screw M3x20	1
7	ТЕМГ.714474.002	Anemometer Skirt	1
8	ТЕМГ.711141.006	Anemometer Cover	1
9	ТЕМГ.744131.001	Anemometer Cup	3
*(1) The operating manual is supplied separately under the supply contract.
10	ТЕМГ.416931.013	Mounting parts kit:
11	МС8.685631.001	DC12V power cable	1
12	ТЕМГ.685611.003	Modbus cable assembly	1
13	ТЕМГ.685611.004	RS-485 adapter	1
14	МС8.713211.001	2 mm pin	8
15	МС1.70.10.02	Pipe clamp	2
16		11/2” M8 DIN 3570 U-bolt	2
17		M8 DIN 985 nut	4
18		8 DIN 125 washer	4
19		8 DIN 6798 washer	4
20	SN-321	HF adapter*(1)	1
21	2G/3G/4G 800-2700 (N-male)	OMNI 5dBi1 circular antenna*(1)	1
22	BY-433-03 SMA-M BEYOND	ANT 433 MHz antenna* (1)	1
23		Power switch*(1)	2
24		USB Type A-B cable *(1)	1
25	ТЕМГ.416935.009	Packaging	1
*(1) The appearance of the product/part may differ from that shown in the illustration.

Комплект установки станции Сокол-М1 на столб

Для установки оборудования станции автоматической метеорологической СОКОЛ-М1 на столб необходимо дополнительно приобрести комплект крепления на столб ТЕМГ.416931.003.

Таблица 4а – Состав комплекта крепления на столб ТЕМГ.416931.003

№ п/п	Обозначение изделия	Наименование изделия/детали	Количество	Заводской номер
1	МС1.70.10.01	Кронштейн стеновой 75 см	1
2	МС8.4321.001	Скоба бандажная	2
3		Болт М6х16 DIN 933	4
4		Гайка М6 DIN 934	4
5		Шайба 6 DIN 9021	8
Примечание - Изготовитель оставляет за собой право вносить изменения в конструкцию и комплектность изделия без предварительного уведомления потребителя.

Комплект установки станции Сокол-М1 на мачту

Для установки оборудования станции автоматической метеорологической СОКОЛ-М1 на мачту необходимо дополнительно приобрести комплект крепления на мачту ТЕМГ.416931.004.

Таблица 4б – Состав комплекта крепления на мачту ТЕМГ.416931.004

№ п/п	Обозначение изделия	Наименование изделия/детали	Количество	Заводской номер
1	МС1.70.10.01	Кронштейн стеновой 75 см	1
2	МС1.70.10.02	Скоба трубная	2
3		Болт U-образный 11/2” М8 DIN 3570	2
4		Шайба 8 DIN 125	4
5		Гайка М8 DIN 934	4
Примечание - Изготовитель оставляет за собой право вносить изменения в конструкцию и комплектность изделия без предварительного уведомления потребителя.

Монтаж и подготовка к эксплуатации

Подготовка места эксплуатации

Изделие следует располагать на открытом месте, с возможностью свободного доступа к оборудованию. Вокруг площадки на расстоянии минимум 10 м, где размещена станция, не должно быть значительных препятствий (большие дома, группы деревьев).

Не рекомендуется устанавливать изделие поблизости от сильно нагревающихся поверхностей, например, кровли с покрытием рубероид. Не рекомендуется устанавливать станцию поблизости от автомобильной дороги, т.к. вибрация, вызванная движением тяжелых транспортных средств, может влиять на результаты измерений.

Избегать площадок на склонах или у крутых откосов, спускающихся в одном направлении (особенно если это направление совпадает с преобладающим направлением ветра) для того, чтобы выбранный участок не вносил существенных искажений в скорость и направление ветра.

Площадка для установки выбирается на участке, характерном (типичном) для окружающей местности и не отличающимся от окружающей территории какими–либо особенностями теплообмена и влагообмена. Вблизи расположения выносных датчиков должна находиться естественная поверхность (трава, грунт) link=https://wikiru.fmeter.ru/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:%D0%A1%D1%85%D0%B5%D0%BC%D0%B01.png|center|frameless|956x956px Для корректности работы встроенных в метеостанцию датчиков осадков, температуры, атмосферного давления и относительной влажности воздуха изделие следует устанавливать на высоте 2±0,05 м над поверхностью земли.

Вынесенные флюгер и анемометр рекомендуется размещать на высоте 10 м над землёй. Возможно размещение датчиков ветра на крыше дома. В этом случае их следует размещать на высоте не менее чем на 2-3 м над верхним краем крыши дома.

При монтаже датчика расстояния Сокол-ДР 800 следует учитывать предполагаемую высоту выпадения снега в данной местности, и устанавливать его не ближе 15 см к предполагаемой его границе.

Порядок установки и подключения элементов опций метеостанции зависит от их перечня и мест установки (мачта, столб, штатив). Монтаж элементов опций следует вести сверху вниз, начиная от наиболее высокого по расположению датчика (прибора).

Примечание – Результаты измерений основных метеорологических величин на станциях обеспечивают возможность интерполяции измеренных значений в любой точке однородной территории в радиусе от 50 до 60 км (по осадкам и атмосферным явлениям - в радиусе примерно от 15 до 20 км). link=https://wikiru.fmeter.ru/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Image%D0%B2%D1%87%D1%81_%D1%81.png|center|frameless|956x956px

Монтаж на месте эксплуатации

Изделие устанавливается на мачте-опоре на ровной площадке, свободной от препятствий, способных повлиять на показания изделия.

Максимальный угол между точкой крепления метеостанции к опоре и верхней точкой препятствующих объектов должен составлять 45° к горизонтальной поверхности.

Чтобы свести к минимуму эффект разбрызгивания осадков, рекомендуется избегать участков с твердым покрытием, таких как металл, асфальт или бетон. Вместо этого рекомендуется производить установку изделия на низкой траве, гравии, гальке или на мягком грунте. Необходимо избегать площадок на склонах или у крутых откосов, спускающихся в одном направлении (особенно если это направление совпадает с преобладающим направлением ветра) для того, чтобы выбранный участок не вносил существенных искажений в скорость и направление ветра. Не рекомендуется устанавливать изделие на крышах зданий, т.к. это может привести к искажению результатов измерений.

Прежде, чем приступать к установке СОКОЛ-М1, необходимо подготовить монтажную опору для изделия. В качестве опоры должны использоваться металлические трубы или столб с наружным диаметром от 40 до 48 мм.

Монтаж изделия выполняется в следующем порядке:

− распаковать изделие;

− проверить комплектность изделия в соответствии настоящего руководства по эксплуатации. В случае обнаружения некомплектности изделия необходимо сообщить об этом поставщику или организации, осуществляющей комплексное централизованное обслуживание, а станцию СОКОЛ-М1 считать не готовой к использованию;

− проверить составные части изделия на отсутствие повреждений. Для этого необходимо последовательно осмотреть все составные части изделия с целью проверить состояние кабелей питания и интерфейсных кабелей с целью выявления внешних механических повреждений. В случае обнаружения внешних механических повреждений составных частей изделия необходимо сообщить об этом поставщику или организации, осуществляющей комплексное централизованное обслуживание, а метеостанцию считать не готовой к использованию;

− собрать чашечный анемометр;

− установить чашки (4) на юбку (3);

− юбку (3) установить на вал (2);

− закрепить крышку (5) винтом (6) согласно рисунку 6. link=https://wikiru.fmeter.ru/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Image%D0%B2%D1%84%D1%8B%D0%B22121.png|center|frameless|985x985px − установить анемометр и флюгер на крыло метеостанции и зафиксировать с помощью крепежных гаек (7) согласно рисунку 7.

− подключить интерфейсные кабели анемометра и флюгера к разъемам 7 и 11 по рисунку 7. Опционально датчики ветра могут быть установлены на расстоянии до 10 метров от земли. Возможное расположение датчиков ветра относительно метеостанции СОКОЛ-М1 указано на рисунке 5;

− установить антенны в разъемы 5 и 8 по рисунку 7 согласно маркировке на корпусе изделия;

− установить SIM-карту в разъем 4 и включить метеостанцию двойным поворотом ключа (12). После включения светодиодный индикатор 1 начнет мигать с частотой 3 раза в секунду (метеостанция находится в режиме захвата времени) или 1 раз в 5 секунд (в метеостанции установлено время);

− соединить метеостанцию с ПК с помощью USB-кабеля, идущего в комплекте для подключения метеостанции к ПК согласно рисунку 7 разъем 3;

− установить автономное ПО;

− установить соединение ПО «SokolCFG» и метеостанции, открыв соответствующий COM-порт. В окне программы должны появиться показания с датчиков метеостанции;

− установить основание изделия на монтажную опору. С помощью гаечного ключа размером 13 мм равномерно затянуть крепежные винты;

− отключить изделие от ПК;

− после выполнения вышеуказанных операций изделие готово к работе.

ВНИМАНИЕ! ПРИ ЭТОМ СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ ИЗДЕЛИЯ ДОЛЖНА БЫТЬ ОРИЕНТИРОВАНА ЛИЦЕВОЙ СТОРОНОЙ СТРОГО В СТОРОНУ ЭКВАТОРА (НА ЮГ В СЕВЕРНОМ ПОЛУШАРИИ ИЛИ НА СЕВЕР - В ЮЖНОМ) ДЛЯ УСТАНОВКИ НУЛЕВОГО ОТСЧЕТА ФЛЮГЕРА* И ПОЛУЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ, А ТАКЖЕ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОРРЕКТНОЙ РАБОТЫ ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ. НЕОБХОДИМО ЧТОБЫ ПОД РАДИАЦИОННОЙ ЗАЩИТОЙ НЕ РАСПОЛАГАЛИСЬ ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПЛЕНИЯ (КРОНШТЕЙН).

ВНИМАНИЕ! ДОБИТЬСЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАНИЙ В ПО «SOKOLCFG» В ОКНЕ «ПОЛОЖЕНИЕ» (ВКЛАДКА «СОСТОЯНИЕ»). ЗНАЧЕНИЯ ПРОДОЛЬНОГО И ПОПЕРЕЧНОГО УГЛА НАКЛОНА ДОЛЖНЫ ЛЕЖАТЬ В ДИАПАЗОНЕ ±2 ГРАДУСА.

Примечание – *Нулевое положение флюгера задается, когда он направлен в противоположную сторону от лицевой стороны солнечной панели, таким образом, когда солнечная панель направлена на юг, нулевое положение флюгера совпадает с севером!

Расположение и цоколевка разъемов станции

link=https://wikiru.fmeter.ru/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Image%D0%B2%D1%84%D0%B2_12.png|center|frameless|1009x1009px 1 – индикатор светодиодный,

2 – разъем для подключения внешнего источника питания,

3 – место подключения USB кабеля,

4 – место установки SIM-карты,

5 – разъем для подключения антенны усиленной круговой GSM,

6 – разъем сервисного интерфейса,

7 – разъем для подключения измерителя направления воздушного потока,

8 – разъем для подключения антенны усиленной LoRa,

9 – разъем интерфейса RS-485 MODBUS,

10 – разъем для подключения камеры,

11 – разъем для подключения измерителя скорости воздушного потока,

12 – замок включения/выключения цепи аккумуляторов,

13 – место крепления флюгера,

14 – место крепления анемометра.

Таблица 5 – Цоколевка разъема питания 8-25 VDC

Номер контакта	Цепь	Цвет провода
1	+12	коричневый
2	GND	синий

Таблица 6 – Цоколевка разъема Mоdbus

Номер контакта	Цепь	Цвет провода
1	A	желто-зеленый
2	B	коричневый
3	GND	синий

Таблица 7 – Цоколевка разъема RS-485

Номер контакта	Цепь
1	5 B
2	А
3	В
4	GND
5	12 В

Монтаж на штатив, мачту, кронштейн и столб

Установка метеостанции СОКОЛ-М1 на штатив, мачту, столб и кронштейн производится по рисунку 8.

Штатив для метеостанции СОКОЛ-М1 в комплект поставки не входит и приобретается отдельно.

Для осуществления монтажа метеостанции на штатив необходимо:

1) Установить штатив в месте осуществления измерений. Неплоскостность верхней головки штатива не должна превышать 0,3 мм. Зафиксировать каждую ножку штатива.

ВНИМАНИЕ! ОБЕСПЕЧИТЬ НЕПОДВИЖНОСТЬ УСТАНОВЛЕННОГО ШТАТИВА.

2) Закрепить на верхней части штатива две скобы трубных МС1.70.10.02 (3), с помощью U–образных болтов (4), шайб (5) и гаек (6);

3) Затянуть крепежные гайки. Не допускается прокручивание метеостанции на центральном столбе. Метеостанцию СОКОЛ-М1, установленную на центральный столб штатива (мачты, кронштейна, столба), закрепить на столб, на мачту. link=https://wikiru.fmeter.ru/index.php/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Image%D0%B2%D1%8B%D1%84%D0%B2_12.png|center|frameless|930x930px

Зарядка аккумуляторной батареи, внешнее питание

Перед началом эксплуатации метеостанции, а также при низком заряде аккумуляторной батареи, необходимо её полностью зарядить. Аккумуляторная батарея, установленная в метеостанции, заряжается от трех источников питания:

− солнечная батарея;

− через разъем USB от внешнего источника питания;

− через разъем 8-25 VDC метеостанции от внешнего источника питания.

Солнечная батарея – альтернативный источник энергии, позволяющий поддерживать работу метеостанции в автономном режиме. Разъемы USB и внешнего питания 12 В предназначены для эффективного заряда встроенной аккумуляторной батареи метеостанции. Для этого ее необходимо подключить к разъему USB ПК или к источнику постоянного тока 12 В.

Полная зарядка аккумуляторных батарей длится до 12 часов от источника постоянного тока. При полном разряде аккумуляторной батареи режим зарядки может составить более 20 часов. При зарядке станции через USB, заряд идет очень медленно (от 12 ч), при глубоком разряде период заряда может занять около суток. Поэтому лучший способ заряда будет от внешнего питания.

Значение заряда аккумуляторной батареи можно проконтролировать либо в конфигураторе «SokolCFG» во вкладке «Состояние», в мобильном приложении «Sokol», а также на сервер Natlogger (поле «Upow»). Аккумуляторная батарея считается полностью заряженной, если напряжение на ней равно порядка 4,15±0,05 В. Аккумуляторная батарея считается разряженной, если напряжение – менее 3,5 В.

Внимание: если станция подключена к внешнему источнику питания, но ключ не переведен в режим ON (то есть не включен внутренний аккумулятор устройства), то зарядка станции производиться не будет.

Для перезапуска станции или ее отключения, необходимо сделать следующее:

1) Отключить внешние источники питания

2) Перевести ключ в положение OFF (если нет необходимости перезапуска, то пропускайте 3 шаг)

3) Перевести ключ из положения OFF в положение ON, после этого еще раз в положение OFF, а после в положение ON.

Подключение дополнительного оборудования

Сокол-ДВП, Сокол-ДВП+Сокол-БМВД

Инструкция по подключению датчика влажности почвы Сокол-ДВП, а также беспроводного модуля Сокол-БМВД

Sokol-M1

Contents