UNE BONNE STATION . . .
Fin 2004 je
me décide à mettre en place une station météo,
le but premier étant d'abord l'observation des conditions
de vent. Mon choix s'est porté naturellement sur
la Weather Station 2300 de La Crosse qui est assez complète
à un prix abordable. Et critère important
pour moi elle se connecte à un ordinateur pour archiver
et analyser les relevés. Pour le reste, la pauvreté
des informations techniques sur les concepts des stations
amène à faire un choix sans savoir de quoi
il retourne.
. . . AVEC
QUELQUES AMÉLIORATIONS
A l'utilisation,
j'en découvre les défauts. Les améliorations
se font au fur et à mesure de mes découvertes:
La liaison
radio a un intervalle de transmission trop long: je passe
en filaire.
La sonde thermo-hygro
nécessite un abri approprié.
Grace aux internautes,
pour cause d'interférences, je change le fil de liaison
de l'anémomètre-girouette.
Pour stabiliser
la girouette, j'y ajoute deux petits ailerons.
Par précaution,
j'ai placé une ferrite autour d'une boucle du cable
non blindé à l'entrée de la station.
Par principe,et
par commodité, j'ai changé le cable de liaison
console <-> ordinateur pour un cable blindé
plus long.
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- DESCRIPTION
de l'INSTALLATION
En agglomération,
très éloignée d'immeubles de grande
hauteur, elle n'est pas parfaite, mais cohérente.
Je ne cherche pas à en faire des prévisions,
mais noter ce qui correspond à l'ambiance du jardin.
Le capteur thermo-hygro est à 4m de hauteur au bord
est d'un pignon sud-est, dans une boîte abri, aérée
et tempérée de ma conception. Plus bas, le
jardin est trop encombré. L'ensemble est protégé
l'été par l'important feuillage d'un tulipier.
Les comparaisons avec d'autres thermomètres placés
plus bas à différents endroits du jardin ont
montré que la température relevée est
une bonne moyenne de ce qui se ressent dans le jardin. Le
pluviomètre est placé plein vent, à
environ 6m de hauteur, surplombant les toits. La girouette
et l'anémomètre sont à 14m au dessus
du sol sur une grande cheminée désaffectée
qui surpasse le faîte. Au départ, positionnés
à seulement 1,5m au dessus du faîte, il y avait
trop de turbulences. A 2,5m les valeurs donnent un bon aperçu
de la force globale du vent en agglomération .
La console
est reliée en permanence à un vieil ordinateur
portable de récupération. Un vrai bonheur.
Dommage que le logiciel fourni, Heavy Weather, manque de
quelques fonctions simples.
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...
Finalement, un
excellent rapport qualité/prix!
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- TRANSMISSION: RADIO ou FILAIRE?
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Les débuts
ont été laborieux en transmission sans fil.
Les ondes radio étaient visiblement affaiblies par
l'épaisseur des murs de la maison et perturbées
par la saturation de la fréquence en 433MHz que j'avais
déjà observée ici avec d'autres équipements.
Etonné
de la lenteur de rafraichissement des données, je
découvre alors dans le mode d'emploi, que la transmission
des données par radio est à intervalles de
32s ou 128s (selon la vitesse du vent!), ce qui est inadapté
aux relevés de vent. La transmission radio est acceptable
seulement pour la température, l'humidité,
la pluviométrie.
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Donc, tout a été passé en
filaire. L'intervalle de transmission
est de 8s.
Certes, un intervalle
plus faible serait le bienvenu, pourtant trés peu
de stations météo ont un intervalle inférieur
à celui de la WS 2300 en filaire. Une rafale de moins
de 3s n'est sans doute qu'un effet tourbillonnant peu étendu
et je ne trouve pas que ce soit très significatif.
Dommage que la WS 2300 n'enregistre qu'une valeur instantanée
toutes les 8s. L'idéal serait un intervalle entre
3 et 5s, avec relevé de la valeur max et de la valeur
moyenne durant cet intervalle.
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- LIAISON avec ORDINATEUR
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La liaison se
fait par le port COM. J'utilise le cable fourni. Je n'ai
pas eu de réels problèmes de transmission
des données entre la base et l'ordinateur.
Pourtant, j'observe
de temps en temps que les données qui arrivent toutes
les 8 secondes du capteur WS 2300-25 sur la console ne sont
quelquefois pas prises en compte par le logiciel. Je ne
sais pas pourquoi.
Les logiciels
Pour l'instant,
je n'utilise que le logiciel fourni, Heavy
Weather, pour la récupération,
la sauvegarde et l'affichage des données. J'ai trouvé
le pilotage de fonctions de la console par le logiciel mal
expliqué. Surtout, le manuel n'est pas clair sur
les fonctions qui se gèrent à la fois avec
la console et avec le logiciel, ou seulement avec la console,
ou seulement avec le logiciel, sur les valeurs qui restent
stockées dans la console, ou celles sauvegardées
par le logiciel.
Tous les mois,
j'ouvre un nouveau fichier [history.dat] que je nomme [historyAAAAMM.dat]
dans lequel AAAA désigne l'année et MM le
mois.
Pour la mesure
de pluviométrie, Heavy Weather enregistre dans le
fichier dat le cumul tel qu'il est affiché en tant
que "pluie/total". pour avoir la précipitation
mensuelle, il faut faire la remise à zéro
de "pluie/total" avant de faire la sauvegarde
pour un nouveau fichier.
Pour l'instant,
pas encore de données météo en ligne.
Avec le réseau interne et l'ADSL, rien ne s'y oppose.
Cela fait partie des projets futurs.
J'ai aussi l'honneur
de vous informer que le logiciel Heavy Weather fonctionne
très bien sur Windows 95, et également WS2300edit
de Chamois.
Beaucoup, beaucoup
d'autres logiciels fonctionnent sur Windows 95, donc pas
de restrictions de ce côté là.
Pour la sauvegarde
et la relecture des données, voir le paragraphe ci-dessous. |
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- Mais, quel ordinateur?
Je disposais
d'un veil ordinateur portable, disque dur de 240 Mo, mémoire
vive de 16 ko que j'ai montée à 32 ko, à
l'origine fonctionnant avec l'ancêtre windows 3.1
Ajoutons à la description le processeur Intel 475,
écran 640x480 de 10", lecteur de disquettes,
port COM, parallèle, souris, sortie video et batteries
NiMH. Pas de lecteur CDrom. Premier avantage, la batterie
car en cas de panne de secteur, rien ne s'arrête.
Deuxième avantage, les dimensions 29x22cm facilitent
son placement dans un petit coin.
Le plus est
un double port PCMCIA qui est lu en DOS. Voilà qui
est fabuleux. Avec une disquette de démarrage dans
le lecteur de disquette, et une carte mémoire insérée
dans un adaptateur PCMCIA sur laquelle sont copiés
au préalable les fichiers d'installation de windows,
j'ai tout reformaté, et j'ai installé Windows
95 que j'ai expurgé de tous les fichiers inutiles.
Même la base de registre a été allégée.
Ainsi, je suis arrivé à une trentaine de Mo
pour W95, une base de registre de 830ko seulement, et un
système fiable qui ne bogue pas. Quand l'écran
est fermé, il s'éteint, et l'ordinateur reste
en veille. A l'ouverture, l'écran et le PC sont fonctionnels
en moins de 3s! Aucune machine haut de gamme récente
n'arrive à une telle performance!
Un port PCMCIA
reçoit une carte réseau, et permet le partage
des fichiers et l'accès internet. Ou bien il sert
d'accès à une carte mémoire, compact
flash ou SD pour transférer ou archiver des données.
Pour terminer,
avec Heavy Weather installé, il reste 200Mo sur le
disque dur. Sachant que les fichiers history.dat mensuels
avec une sauvegarde des données toutes les 5mn font
312ko, il y a donc suffisamment de place sur le disque dur
pour un demi-siècle. Et pour davantage d'applications
et de sauvegardes, il reste le second port PCMCIA disponible
pour une carte mémoire. Au prix des Go actuellement,
ce ne serait pas un problème.
Alors, comme
moi, dénichez ces vieux PC dont personne ne veut
plus.
Windows 95
est le plus rapide de tous les Windows, mais ne supporte
pas les ports USB. Les ports PCMCIA sont rapides et d'une
absolue fiabilité.
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- MODULE THERMO-HYGRO
Le module WS
2300-25 n'est pas seulement un capteur de température
et d'humidité. Il collecte également les données
provenant de l'anémomètre-girouette et du
pluviomètre. Ensuite, il gère l'envoi des
mesures sur la console.
La conception
de la coque le protège assez bien des intempéries,
mais elle ne convient pas pour les mesures de températures.
Il faut impérativement placer le module dans un petit
abri, bien ventilé et évitant l'exposition
directe de ce module au rayonnement UV.
Pour améliorer
le relevé d'humidité, j'ai percé un
petit trou en face du capteur d'humidité et mis un
petit tuyau plastique souple pour que l'air y accède
directement. Pour éviter que quelques insectes squatters
s'y installent, un échantillon de mousse poreuse
a fait l'affaire.
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- LA CONSOLE
Rien à
dire sur la console. Le design n'est pas récent,
mais tant mieux. La construction est robuste. L'écran
est assez grand. Les pictogrammes et les affichages ne sont
pas chétifs. Les touches sont larges et bien séparées.
La plupart des fonctions sont directement accessibles. Je
dirai que ces caractéristiques ont imposé
aux autres fabricants de station météo un
certain standard.
L'emplacement
de la console dans une pièce n'est pas anodin, car
cela influe notablement sur le relevé de la température
intérieure. Dans une entrée, une cuisine,
ou un salon, ce n'est pas du tout la même chose!
Ceux qui le
souhaitent peuvent facilement s'adonner à une opération
"tuning".
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- L'ANÉMOMËTRE-GIROUETTE
Ce capteur fait
souvent l'objet de reproches.
Et pourtant,
les défauts sont vraiment faciles à corriger
pour obtenir un capteur aussi performant que des modèles
bien plus chers! L'attitude du fabricant La Crosse est incompréhensible.
Le premier reproche
est pour le module WS 2300-15 avec anémomètre
à hélice. En effet, la girouette bouge "mal"
ce qui fait que l'hélice ne se trouve pas réellement
dans l'axe du vent et perd considérablement de son
efficacité. Le remède est dans la girouette!
Le second reproche,
bien plus grave, est l'affichage de vitesses erronées,
généralement 25,5m/s ou 91,8 km/h. Cela provient
du fait d'interférences électromagnétiques
par ce que le cable qui relie le capteur au module thermo-hygro
n'est pas blindé pour les éviter. Il faut
donc changer le cable!
Après
plus de deux années d'utilisation, l'hélice
s'est retrouvée bloquée. Une fois démontée,
j'ai trouvé de fines poussières aimantées
autour de l'axe en avant de l'hélice. j'ai surtout
vu que le mini roulement était particulièrement
usé, voire endommagé. Il est vrai qu'en ville,
avec en plus la mer à moins de 2km, les conditions
sont assez peu favorables, mais quand même... Le tout
bien nettoyé, et lubrifié, l'anémomètre
a fonctionné à nouveau. Ce qui n'empêche
pas de remplacer les deux roulements pour la réparation
définitive.
Il existe maintenant
un autre modèle, le WS 2300-20 avec anémomètre
à coupelles. En effet, un anémomètre
à coupelles est indépendant de la direction
du vent. Le défaut de la girouette est ainsi évité
pour l'anémomètre. Il n'y a plus non plus
de risque d'usure des roulements, et de blocage de l'hélice..
Cependant, un anémomètre à coupelles
ne donne pas une réponse linéaire en fonction
de la vitesse du vent. Est-ce bien corrigé? L'anémomètre
à hélice donne une réponse linéaire.
Il est donc souvent plus précis.
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- Pour
une girouette efficace:
Une girouette
à aileron plat est peu efficace pour rester toujours
bien placée dans la direction du vent.
En plaçant
de chaque côté de l'aileron deux déflecteurs,
pliés à 30° de part et d'autre, on est
sûr que la girouette sera toujours exactement dans
l'axe du vent. En effet, il y a une réelle pression
du vent sur chaque déflecteur, et la moindre variation
de direction du vent se traduit par une différence
notable de ces pressions qui ré-oriente immédiatement
la girouette.
Pour ces deux
déflecteurs, deux cartes plastiques, format 85x55mm,
font l'affaire. Retailler légèrement pour
suivre le design de l'aileron. Mettre les deux cartes face
à face, et à 15mm de l'avant, faire un trou
Ø 4mm. Puis, à 25mm de l'avant, sur une ligne
verticale, chauffer pour plier la carte à 33°.
Placer une carte sur l'aileron, repérer la position
du trou, et percer l'aileron au Ø4. Assembler avec
un boulon et un écrou en plastique Ø4, serrer
et couper la surlongueur.
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Pour
un cable blindé:
Prendre un
cable pour liaison filaire d'alarme, 4 conducteurs souples
avec blindage, Øext. 3,5mm. Couper le cable existant
près du capteur, et près de la fiche RJ11.
Raccorder fil à fil et relier le fil n°1(jaune)
avec la tresse de masse.
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PLUVIOMETRE
Le pluviometre
WS 2300-16 est un pluviomètre à bascule, simple
à installer et à mettre en place. Il suffit
de le mettre bien horizontal. A chaque bascule des godets,
un petit aimant placé au centre des godets passe
devant un contacteur Reed ILS placé sur la carcasse.
Il se ferme quand l'aimant passe, puis s'ouvre à
nouveau quand la bascule est complète sur l'autre
côté. Ainsi, chaque remplissage d'un godet
compte pour une impulsion.
Les caractéristiques
sont:
surface de captage
55,5 x 126 mm soit 6990 mm²
volume de godet
3,6 cm³
hauteur d'eau
comptée par impulsion 0,517 mm
Ce pluviomètre
a une bonne précision, la résolution de mesure,
0,517mm est globalement satisfaisante mais insuffisante
lors de toutes petites pluies très courtes qui s'apparentent
à de la rosée, ce que d'ailleurs un pluviomètre
ne mesure généralement pas.
Il est possible
de réduire de moitié la résolution
de mesure en doublant la surface de capture, par exemple
90x156mm.
Il est possible
de rallonger le fil sans problème avec un seul cable
à deux brins, non blindé.
Il peut arriver
que les contacteurs Reed ILS se fatiguent et ne fonctionnent
plus. Si cela vous arrive, remplacez-le vous-même.
Ce composant coûte entre 1 et 2 euros. L'opération
est très facile, ce n'est pas un composant électronique
délicat, il suffit d'un petit fer à souder.
Juste faire attention à ne pas forcer sur l'ampoule
en verre pour plier les fils de sortie. Maintenir le fil
à côté de l'ampoule avec une petite
pince à becs plats, puis plier le fil et régler
ainsi le bon écartement.
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Vérification
du pluviomètre:
Pour les puristes
qui doutent de la fiabilité, voici une procédure
de vérification, simple et précise.:
1- Avec un pied à coulisse, mesurer
les dimensions internes du pluviomètre, et calculer
la surface en mm².
2- Prendre un petit flacon plastique avec un
bouchon vissant. Le remplir d'environ 250cm³ d'eau.
Faire un petit trou dans le bouchon pour obtenir un petit
jet pas trop fort. Peser le tout sur une balance de précision.
3- Sur la console WS 2300, mettre à
zéro la hauteur d'eau horaire reçue.
4- Verser tout doucement de l'eau sur le bord
du cône du pluviomètre, et compter le nombre
de basculements. Peser à nouveau. Faire la différence
avec la pesée précédente. Diviser la
différence en grammes par le nombre de basculements
pour obtenir le volume d'un
godet en cm³.
5- Multiplier ce volume par 1000, le diviser
par la surface pour obtenir en
mm la hauteur d'eau reçue
à chaque basculement.
6- Sur la console WS 2300 lire la hauteur d'eau
reçue, et la diviser par le nombre de basculements
pour connaître la hauteur
d'eau comptée par impulsion.
Un petit nettoyage
une fois par an me suffit. J'aimerais bien trouver un revêtement
anti adhérent à mettre à l'intérieur
du cône.
Un petit truc
pour ceux qui voudraient une vérification permanente:
Recueillir directement l'eau écoulée en y
plaçant dessous un réceptacle adapté
et étanche; Peser l'eau recueillie pour confirmer
les données de la station.
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LES
RELEVÉS de DONNÉES
Sauvegarder
périodiquement:
Dans Heavy Weather,
le fichier de sauvegarde des données peut être
renouvellé régulièrement.
Aller
dans -> configurer -> historique -> enregistrer
sous et donner un nouveau
nom de fichier, par exemple de la forme [historyAAAAMM.dat]
pour un changement mensuel. Le fichier précédent
est conservé en l'état, et le nouveau fichier
est créé et commence une nouvelle saisie des
données.
On peut aussi faire -> afficher l'historique
et -> sauvegarder
sous.
Il faut savoir que
le cumul pluie/total repart avec la valeur affichée.
Donc, pour faire un total mensuel des précipitations
il faut mettre à zéro pluie/total avant de
lancer un nouveau fichier.
Il est dommage
que Heavy Weather soit si indigent avec les relevés
de vent: N'est sauvegardée que la mesure lue au moment
de la saisie. Donc, pas les maxis, et pas la moyenne.
Archiver
et Relire:
Par commodité
et pour ne pas interférer avec la saisie des données,
j'ai une seconde installation de Heavy Weather, indépendante
de celle qui saisit les données en relation avec
la console. Avec cette seconde installation HWbis, on peut
relire à n'importe quel moment tous les fichiers
dat
La manip la
plus sure est la suivante:
¤ Stocker
tous les fichiers [historyAAAAMM.dat] dans un autre répertoire.
¤ Avoir
d'abord dans HWbis l'historique qui s'affiche en [history.dat].
¤ Prendre
un fichier [historyAAAAMM.dat] et le recopier dans le répertoire
de HWbis.
¤ Effacer
[history.dat] et renommer [historyAAAAMM.dat] en [history.dat].
¤ Lancer
HWbis et lire l'historique.
Il est
alors possible de l'exporter en [history.txt] Il s'agit
en réalité d'un "Tab Delimited Text"
c'est à dire qu'il est importable dans un tableur.
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Relire &
modifier:
Avec Heavy Weather,
il n'est pas possible de modifier ou corriger des données.
Merci à
Chamois et son excellent logiciel WS2300edit qui permet de vérifier et corriger
les données, puis de les sauvegarder soit en dat
soit en csv qui est un format exploitable dans un tableur
(Coma Delimited Text).
Seule ombre,
personnellement, je voudrais bien lire la vitesse de vent
en m/s comme paramétré sur ma station, et
qui est quand même l'unité internationale,
au lieu des km/h malgré leur usage malheureusement
répandu à tort en France pour la météo
par les médias nationaux, et de ce fait par bon nombre
de personnes.
Autre variation,
dans WS2300edit, la pluviométrie est donnée
en quantité sur l'intervalle de temps entre deux
relevés alors qu'avec Heavy Weather elle est donnée
en cumul.
Dans WS2300edit,
on ne peut modifier qu'une donnée à la fois,
ce qui est vite fastidieux. La solution est alors d'aller
dans un traitement de texte comme wordpad, ultraedit,etc
en restant en format txt ou csv. Mieux encore, aller dans
un tableur.
Traiter dans
un tableur:
Pour récupérer
les données dans un tableur, il faut les exporter
en fichier txt ou csv. C'est donc possible à la fois
avec Heavy Weather (txt) et avec WS2300edit (csv).
Selon
le tableur utilisé, et selon les versions, txt ou
csv peuvent ne pas se charger correctement. Il y a aussi
des données qui restent en format texte au lieu d'un
format nombre. A tester et à vérifier pour
chaque cas.
Archivage:
Vous avez corrigé
ou supprimer les données erronées, fait des
moyennes, etc. L'archivage définitif en format texte
tabulé est intéressant car il peut être
relu dans n'importe quel logiciel de traitement de texte,
et éventuellement repris à nouveau dans un
tableur. L'avantage est le suivant, avec une saisie toutes
les heures pendant un mois ~ 720 saisies:
Fichier
dat => 26 ko
Fichier
exporté txt ou csv => 44 ou 48 ko
fichier
tableur xls => 116 ko
fichier
Excel sauvegardé en txt => 43 ko
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LA VITESSE
DU VENT,
Quelques considérations supplémentaires:
Lorsque les
capteurs de vitesse comptent des impulsions, il faut bien
évidemment le faire un certain temps pour collecter
un nombre d'impulsions suffisant. Un temps de moins d'une
seconde est normalement suffisant pour cette mesure instantanée.
Or avec cette mesure, les stations ne donnent pas toutes
les mêmes résultats de vitesse du vent. Parfois,
il s'agit de la vitesse moyenne durant l'intervalle, parfois
la vitesse au moment de la transmission. Il est difficile
de savoir ce qui est réellement fait sans précisions
des fabricants. Pour indiquer malgré tout les rafales
certains anémomètres donnent en plus la valeur
maxi mesurée.
Une rafale
brusque produit des effets sensibles sur la végétation
et les structures dès qu'elle dure plus de 2s. Les
variations normales de vent se produisent plutôt sur
des cycles d'une dizaine à une vingtaine de secondes.
Ainsi pour bien capter une rafale, il faudrait un rafraichissement
des mesures toutes les 2 à 3 secondes.
C'est rarement
le cas. Beaucoup de stations ne transmettent la donnée
de vitesse de vent qu'après une demi-minute, voire
bien davantage.
Dans tous
les cas, plus l'intervalle de transmission de vitesse de
vent est grand, moins ces données refléteront
la réalité. Le plus navrant est que ce critère
n'est pas explicité dans les descriptifs des équipements,
sauf lorsqu'il est réellement faible, car alors,
le fabricant tient à le souligner. La grande majorité
des stations météo produisent des données
de vitesse de vent qui sont statistiquement éloignées
de la réalité. Mais cela n'incommode que seuls
ceux que ces mesures intéressent, et ce n'est pas
la majorité, loin de là.
Les
stations qui n'ont que la fonction radio, avec des intervalles
de transmission de quelques dizaines de secondes sont vraiment
inaptes à des mesures de vent satisfaisantes.
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- CABLES
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Après
avoir changé le cable de l'anémomètre-girouette,
Y a-t-il des actions à mener sur les autres cables?
Pour le cable
du pluviomètre, un cable à deux brins suffirait.
Il peut donc éventuellement être remplacé
par un deux brins téléphonique normal et récupéré
pour rallonger celui entre le thermo-hygro et la console.
Le cable du
thermo-hygro à la console n'est pas blindé,
mais il n'y a apparemment pas de souci. Un plus est de rajouter
une ferrite extérieure près de la console
pour bloquer d'éventuels parasites.
Le cable de
liaison console-ordinateur n'est pas blindé non plus.
C'est mieux de le faire. Personnellement, je n'ai pas remarqué
de problèmes. Sinon, ajouter une ferrite près
de l'ordinateur.
Prise RJ11 
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