Анемометри ултрасадоӣ

Истгоҳҳои обуҳавошиносӣ як лоиҳаи маъмул барои таҷриба бо сенсорҳои гуногуни муҳити зист мебошанд ва одатан анемометри оддии косагӣ ва флюгери обуҳавошиносӣ барои муайян кардани суръат ва самти шамол интихоб карда мешаванд. Барои QingStation-и Jianjia Ma, ӯ тасмим гирифт, ки намуди дигари сенсори бодро созад: анемометри ултрасадоӣ.
Анемометрҳои ултрасадо қисмҳои ҳаракаткунанда надоранд, аммо мувозинат афзоиши назарраси мураккабии электронӣ мебошад. Онҳо бо чен кардани вақти лозима барои инъикоси импулси садои ултрасадо дар масофаи маълум кор мекунанд. Самти шамолро бо гирифтани хонишҳои суръат аз ду ҷуфт сенсорҳои ултрасадо, ки ба якдигар перпендикуляранд ва бо истифода аз тригонометрияи оддӣ ҳисоб кардан мумкин аст. Кори дурусти анемометри ултрасадо тарҳрезии бодиққати тақвиятдиҳандаи аналогиро дар нуқтаи қабулкунанда ва коркарди васеи сигналро барои истихроҷи сигнали дуруст аз акси садои дуюмдараҷа, паҳншавии бисёрсатҳа ва ҳама садоҳое, ки аз ҷониби муҳити зист ба вуҷуд омадаанд, талаб мекунад. Тартиби тарроҳӣ ва таҷрибавӣ хуб ҳуҷҷатгузорӣ шудаанд. Азбаски [Jianjia] натавонист нақби бодро барои санҷиш ва калибрченкунӣ истифода барад, ӯ муваққатан анемометрро дар боми мошинаш насб кард ва рафт. Арзиши натиҷавӣ бо суръати GPS-и мошин мутаносиб аст, аммо каме баландтар аст. Ин метавонад аз хатогиҳои ҳисобкунӣ ё омилҳои беруна, ба монанди халалдоршавии шамол ё ҷараёни ҳаво аз мошини озмоишӣ ё дигар ҳаракати роҳ вобаста бошад.
Сенсорҳои дигар сенсорҳои борони оптикӣ, сенсорҳои рӯшноӣ, сенсорҳои рӯшноӣ ва BME280-ро барои чен кардани фишори ҳаво, намӣ ва ҳарорат дар бар мегиранд. Jianjia нақша дорад, ки QingStation-ро дар қаиқи худгард истифода барад, аз ин рӯ, ӯ инчунин IMU, қутбнамо, GPS ва микрофонро барои садои атроф илова кард.
Ба шарофати пешрафтҳо дар сенсорҳо, электроника ва технологияи прототипсозӣ, сохтани истгоҳи обуҳавошиносии шахсӣ нисбат ба ҳарвақта осонтар аст. Мавҷудияти модулҳои шабакавии арзон ба мо имкон медиҳад, ки ин дастгоҳҳои IoT метавонанд маълумоти худро ба пойгоҳҳои додаҳои оммавӣ интиқол диҳанд ва ба ҷамоатҳои маҳаллӣ маълумоти мувофиқи обуҳаворо дар атрофи худ пешниҳод кунанд.
Манолис Никифоракис кӯшиш мекунад, ки Аҳроми обу ҳаворо созад, ки як дастгоҳи ченкунии обу ҳавои комилан сахт, бе нигоҳдорӣ, аз ҷиҳати энергия ва коммуникатсия мустақил аст, ки барои ҷойгиркунии миқёси калон тарҳрезӣ шудааст. Одатан, истгоҳҳои обу ҳаво бо сенсорҳое муҷаҳҳаз шудаанд, ки ҳарорат, фишор, намӣ, суръати шамол ва боришотро чен мекунанд. Дар ҳоле ки аксари ин параметрҳоро бо истифода аз сенсорҳои сахт чен кардан мумкин аст, муайян кардани суръат, самт ва боришот одатан ягон шакли дастгоҳи электромеханикиро талаб мекунад.
Тарроҳии чунин сенсорҳо мураккаб ва душвор аст. Ҳангоми банақшагирии ҷойгиркунии калон, шумо инчунин бояд боварӣ ҳосил кунед, ки онҳо аз ҷиҳати хароҷот самаранок, насби осон ва нигоҳдории зуд-зуд талаб карда намешаванд. Бартараф кардани ҳамаи ин мушкилот метавонад боиси сохтани истгоҳҳои обу ҳавои боэътимодтар ва арзонтар гардад, ки баъдан онҳоро метавон дар минтақаҳои дурдаст ба миқдори зиёд насб кард.
Манолис дар бораи ҳалли ин мушкилот баъзе идеяҳо дорад. Ӯ нақша дорад, ки суръат ва самти шамолро аз акселерометр, гироскоп ва қутбнамо дар як воҳиди сенсори инерсиалӣ (IMU) (эҳтимолан MPU-9150) сабт кунад. Нақша пайгирии ҳаракати сенсори IMU ҳангоми озодона ларзонидани он дар кабел, мисли маятник, мебошад. Ӯ дар рӯи салфетка якчанд ҳисобҳо анҷом додааст ва ба назар мерасад, ки онҳо ҳангоми санҷиши прототип натиҷаҳои лозимиро медиҳанд. Сенсорҳои иқтидор бо истифода аз сенсорҳои иқтидор бо истифода аз сенсори махсус, ба монанди MPR121 ё функсияи ламсии дарунсохт дар ESP32 анҷом дода мешаванд. Тарҳрезӣ ва ҷойгиршавии роҳҳои электрод барои ченкунии дурусти боришот тавассути муайян кардани қатраҳои борон хеле муҳиманд. Андоза, шакл ва тақсимоти вазни корпусе, ки сенсор дар он насб карда шудааст, низ муҳиманд, зеро онҳо ба диапазон, қарор ва дақиқии асбоб таъсир мерасонанд. Манолис дар бораи якчанд идеяҳои тарроҳӣ кор мекунад, ки ӯ нақша дорад пеш аз қабули қарор дар бораи он, ки тамоми истгоҳи обу ҳаво дар дохили корпуси гардишкунанда хоҳад буд ё танҳо сенсорҳои дарунӣ, онҳоро санҷад.
Аз сабаби шавқи худ ба метеорология, [Карл] як истгоҳи обуҳавосанҷӣ сохт. Навтарин аз инҳо сенсори шамоли ултрасадоӣ мебошад, ки вақти парвози импулсҳои ултрасадоро барои муайян кардани суръати шамол истифода мебарад.
Сенсори Карла барои муайян кардани суръати бод аз чор табдилдиҳандаи ултрасадоӣ, ки ба самти шимол, ҷануб, шарқ ва ғарб нигаронида шудаанд, истифода мебарад. Бо чен кардани вақти лозима барои ҳаракати импулси ултрасадо байни сенсорҳо дар як ҳуҷра ва тарҳ кардани андозагириҳои саҳроӣ, мо вақти парвозро барои ҳар як меҳвар ва аз ин рӯ суръати бодро ба даст меорем.
Ин як намоиши таъсирбахши роҳҳои ҳалли муҳандисӣ мебошад, ки бо гузориши тарроҳии аҷиб ва муфассал ҳамроҳ карда мешавад.