Ultrases Anemometr

Howa stansiýalary dürli daşky gurşaw datçikleri bilen synag geçirmek üçin meşhur taslama bolup durýar we ýeliň tizligini we ugruny kesgitlemek üçin adatça ýönekeý käse anemometr we howa fırlany saýlanýar. Jianjia Ma-nyň QingStation üçin ol başga bir görnüşli ýel datçigini, ýagny ultrases anemometrini gurmagy karar etdi.
Ultrases anemometrleriniň hereket edýän bölekleri ýok, ýöne elektron çylşyrymlylygynyň ep-esli artmagydyr. Olar belli bir aralykda ultrases ses impulsynyň kabul edijide şöhlelenmegi üçin gerek bolan wagty ölçemek arkaly işleýärler. Şemalyň ugruny biri-birine perpendikulýar bolan iki jübüt ultrases sensorlaryndan tizlik görkezijilerini almak we ýönekeý trigonometriýany ulanmak arkaly hasaplap bolýar. Ultrases anemometriniň dogry işlemegi üçin kabul ediji tarapdaky analog güýçlendirijiniň ünsli dizaýny we ikinji derejeli ýaňlanmalardan, köp ýolly ýaýramadan we daşky gurşawyň döredýän ähli şowhunlaryndan dogry signaly çykarmak üçin giňişleýin signal işlenilmegi talap edilýär. Dizaýn we synag amallary gowy resminamalaşdyrylan. [Jianjia] synag we kalibrleme üçin ýel tunelini ulanyp bilmeýändigi üçin, ol anemometri wagtlaýynça awtoulagynyň damyna gurnady we gitdi. Netijede alnan gymmatlyk awtoulagyň GPS tizligine proporsional, ýöne biraz ýokary. Bu hasaplama ýalňyşlyklary ýa-da synag awtoulagyndan ýa-da beýleki ýol hereketinden ýel ýa-da howa akymynyň bozulmalary ýaly daşarky faktorlar sebäpli bolup biler.
Beýleki sensorlaryň arasynda howa basyşyny, çyglylygy we temperaturany ölçemek üçin optiki ýagyş sensorlary, ýagtylyk sensorlary, ýagtylyk sensorlary we BME280 bar. Jianjia QingStation-y awtonom gaýykda ulanmagy meýilleşdirýär, şonuň üçin ol daşky gurşawyň sesi üçin IMU, kompas, GPS we mikrofon hem goşdy.
Sensorlarda, elektronikada we prototip tehnologiýasynda gazanylan ösüşler sebäpli şahsy howa stansiýasyny gurmak öňküden has aňsatlaşdy. Arzan tor modullarynyň elýeterliligi bize bu IoT enjamlarynyň öz maglumatlaryny jemgyýetçilik maglumat bazalaryna geçirip bilmegini üpjün etmäge, ýerli jemgyýetlere töweregindäki howa maglumatlaryny bermäge mümkinçilik berýär.
Manolis Nikiforakis uly göwrümli ornaşdyrmak üçin niýetlenen, doly berk ýagdaýly, tehniki hyzmat talap etmeýän, energiýa we aragatnaşyk ulgamynda işleýän awtonom howa ölçeg enjamy bolan Howa Piramidasyny gurmaga synanyşýar. Adatça, howa stansiýalary temperaturany, basyşy, çyglylygy, ýeliň tizligini we ýagyşy ölçeýän datçikler bilen enjamlaşdyrylandyr. Bu parametrleriň köpüsini berk ýagdaýly datçikler arkaly ölçemek mümkin bolsa-da, ýeliň tizligini, ugruny we ýagyşy kesgitlemek adatça elektromehaniki enjamyň bir görnüşini talap edýär.
Şeýle datçikleriň dizaýny çylşyrymly we kyn. Uly möçberdäki ýerleşdirmeleri meýilleşdirýän wagtyňyz, olaryň tygşytly, gurnamagyň aňsat we ýygy-ýygydan tehniki hyzmat talap etmeýändigine hem göz ýetirmeli. Bu meseleleriň ählisini aradan aýyrmak has ygtybarly we arzan howa stansiýalarynyň gurulmagyna getirip biler, soňra olar uzak ýerlerde köp mukdarda gurnalyp bilner.
Manolisiň bu meseleleri çözmek üçin käbir pikirleri bar. Ol inersial sensor blokunda (IMU) (ähtimal, MPU-9150) akselerometrden, giroskopdan we kompasdan ýeliň tizligini we ugruny tutmagy meýilleşdirýär. Meýilnama, IMU sensorynyň simde erkin aýlanýan wagtynda, sarkaç ýaly hereketini yzarlamakdyr. Ol salfetkada käbir hasaplamalar geçirdi we prototipi synagdan geçirende zerur netijeleri berjekdigine ynanýan ýaly. Ýagyş duýgusy MPR121 ýaly ýörite sensor ýa-da ESP32-däki gurlan sensor funksiýasy arkaly kapasitiw sensorlar arkaly amala aşyrylar. Elektrod ýollarynyň dizaýny we ýerleşýän ýeri ýagyş damjalaryny anyklamak arkaly ýagyşyň dogry ölçegleri üçin örän möhümdir. Sensoryň oturdylan korpusynyň ölçegi, görnüşi we agram paýlanyşy hem möhümdir, sebäbi olar enjamyň diapazonyna, çözgüdine we takyklygyna täsir edýär. Manolis tutuş howa stansiýasynyň aýlanýan korpusyň içinde boljakdygyny ýa-da diňe içindäki sensorlaryň boljakdygyny çözmezden ozal synap görmegi meýilleşdirýän birnäçe dizaýn pikirleriniň üstünde işleýär.
Meteorologiýa gyzyklanmasy sebäpli [Karl] howa stansiýasyny gurdy. Olaryň iň täzesi ultrases impulslarynyň uçuş wagtyny ulanyp, ýeliň tizligini kesgitleýän ultrases impulslarydyr.
Karlanyň sensory ýeliň tizligini anyklamak üçin demirgazyga, günorta, gündogara we günbatara gönükdirilen dört sany ultrases öwrüjini ulanýar. Otagdaky sensorlaryň arasynda ultrases impulsynyň geçmegi üçin gerek bolan wagty ölçemek we meýdan ölçeglerini aýyrmak arkaly her bir ok üçin uçuş wagtyny we şonuň üçin ýeliň tizligini alýarys.
Bu ajaýyp jikme-jik dizaýn hasabaty bilen birlikde inženerçilik çözgütleriniň täsirli görkezilişidir.