Метеорологиялық станциялар әртүрлі қоршаған орта сенсорларымен тәжірибе жасауға арналған танымал жоба болып табылады және жел жылдамдығы мен бағытын анықтау үшін әдетте қарапайым шыныаяқ анемометрі мен флюгер таңдалады.Jianjia Ma QingStation үшін ол жел сенсорының басқа түрін жасауды шешті: ультрадыбыстық анемометр.
Ультрадыбыстық анемометрлерде қозғалатын бөліктер жоқ, бірақ айырбас электрондық күрделіліктің айтарлықтай өсуі болып табылады.Олар ультрадыбыстық дыбыс импульсінің белгілі қашықтықта қабылдағышқа шағылысу уақытын өлшеу арқылы жұмыс істейді.Жел бағытын бір-біріне перпендикуляр екі жұп ультрадыбыстық сенсордан жылдамдық көрсеткіштерін алу және қарапайым тригонометрияны қолдану арқылы есептеуге болады.Ультрадыбыстық анемометрдің дұрыс жұмыс істеуі қабылдағыш жақтағы аналогтық күшейткішті мұқият құрастыруды және қайталама жаңғырықтардан, көп жолды таратудан және қоршаған орта әсерінен болатын барлық шулардан дұрыс сигналды алу үшін кең ауқымды сигналды өңдеуді талап етеді.Жобалау және эксперименттік процедуралар жақсы құжатталған.[Цзяньцзя] сынау және калибрлеу үшін жел туннелін пайдалана алмағандықтан, ол анемометрді көлігінің төбесіне уақытша орнатып, кетіп қалды.Алынған мән автомобильдің GPS жылдамдығына пропорционалды, бірақ сәл жоғары.Бұл есептеу қателеріне немесе сынақ көлігінен жел немесе ауа ағынының бұзылуы немесе басқа жол қозғалысы сияқты сыртқы факторларға байланысты болуы мүмкін.
Басқа сенсорларға ауа қысымын, ылғалдылық пен температураны өлшеуге арналған оптикалық жаңбыр сенсорлары, жарық сенсорлары, жарық сенсорлары және BME280 кіреді.Цзяньцзя QingStation-ты автономды қайықта пайдалануды жоспарлап отыр, сондықтан ол сонымен қатар қоршаған дыбыс үшін IMU, компас, GPS және микрофонды қосты.
Сенсорлардағы, электроникадағы және прототиптеу технологияларындағы жетістіктердің арқасында жеке метеостанцияны құру бұрынғыдан оңайырақ.Құны төмен желілік модульдердің болуы бізге осы IoT құрылғыларының жергілікті қауымдастықтарды қоршаған ортадағы ауа-райы туралы тиісті деректермен қамтамасыз ете отырып, өз ақпараттарын жалпыға ортақ дерекқорларға жібере алатынын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Манолис Никифоракис Ауа-райы пирамидасын құруға тырысуда, ол кең ауқымды орналастыруға арналған толықтай қатты күйде болатын, техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтін, энергия мен байланыссыз ауа райын өлшейтін автономды құрылғы.Әдетте, метеостанциялар температураны, қысымды, ылғалдылықты, жел жылдамдығын және жауын-шашын мөлшерін өлшейтін сенсорлармен жабдықталған.Бұл параметрлердің көпшілігін қатты күйдегі сенсорлар арқылы өлшеуге болатынымен, жел жылдамдығын, бағытын және жауын-шашын мөлшерін анықтау әдетте электромеханикалық құрылғының қандай да бір түрін қажет етеді.
Мұндай сенсорлардың дизайны күрделі және қиын.Үлкен орналастыруларды жоспарлағанда, олардың үнемділігін, оңай орнатуын және жиі техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтінін қамтамасыз ету керек.Барлық осы проблемаларды жою сенімдірек және арзанырақ метеостанцияларды салуға әкелуі мүмкін, содан кейін оларды шалғай аудандарда көптеп орнатуға болады.
Манолистің бұл мәселелерді шешу жолдары туралы кейбір идеялары бар.Ол инерциялық сенсорлық блокта (IMU) (мүмкін MPU-9150) акселерометрден, гироскоптан және компастан жел жылдамдығы мен бағытын түсіруді жоспарлап отыр.Жоспар IMU сенсорының маятник сияқты кабельде еркін қозғалуын қадағалау.Ол майлыққа бірнеше есептеулер жүргізді және олардың прототипті сынау кезінде қажетті нәтиже беретініне сенімді сияқты.Жаңбырды анықтау MPR121 немесе ESP32 ішіндегі кіріктірілген сенсорлық функция сияқты арнайы сенсор арқылы сыйымдылық сенсорлары арқылы орындалады.Электрод жолдарының дизайны мен орналасуы жаңбыр тамшыларын анықтау арқылы жауын-шашын мөлшерін дұрыс өлшеу үшін өте маңызды.Датчик орнатылған корпустың өлшемі, пішіні және салмағының таралуы да маңызды, өйткені олар аспаптың диапазонына, ажыратымдылығына және дәлдігіне әсер етеді.Манолис барлық метеостанцияның айналмалы корпустың ішінде немесе тек ішіндегі сенсорлардың ішінде болатынын шешпес бұрын, сынап көруді жоспарлап отырған бірнеше дизайн идеяларымен жұмыс істейді.
Метеорологияға қызығушылық танытқандықтан, [Карл] метеостанция салды. Олардың ең жаңасы жел жылдамдығын анықтау үшін ультрадыбыстық импульстардың ұшу уақытын пайдаланатын ультрадыбыстық жел сенсоры.
Карланың сенсоры жел жылдамдығын анықтау үшін солтүстікке, оңтүстікке, шығысқа және батысқа бағытталған төрт ультрадыбыстық түрлендіргішті пайдаланады.Бөлмедегі сенсорлар арасында ультрадыбыстық импульстің жүруіне кететін уақытты өлшеу және өріс өлшемдерін шегеру арқылы біз әрбір ось үшін ұшу уақытын, демек жел жылдамдығын аламыз.
Бұл керемет егжей-тегжейлі дизайн есебімен бірге инженерлік шешімдердің әсерлі демонстрациясы.
Жіберу уақыты: 19 сәуір 2024 ж