Meteorologinės stotys yra populiarus projektas eksperimentuojant su įvairiais aplinkos jutikliais, o vėjo greičiui ir krypčiai nustatyti dažniausiai pasirenkamas paprastas puodelis anemometras ir vėtrungė.Jianjia Ma QingStation jis nusprendė sukurti kitokio tipo vėjo jutiklį: ultragarsinį anemometrą.
Ultragarsiniai anemometrai neturi judančių dalių, tačiau kompromisas yra reikšmingas elektroninio sudėtingumo padidėjimas.Jie veikia matuodami laiką, per kurį ultragarso garso impulsas atsispindi imtuve žinomu atstumu.Vėjo kryptį galima apskaičiuoti imant greičio rodmenis iš dviejų vienas kitam statmenų ultragarsinių jutiklių porų ir naudojant paprastą trigonometriją.Norint tinkamai naudoti ultragarsinį anemometrą, reikia kruopščiai suprojektuoti analoginį stiprintuvą priėmimo gale ir intensyviai apdoroti signalą, kad būtų galima išgauti teisingą signalą iš antrinių aidų, sklidimo keliu keliu ir viso aplinkos sukeliamo triukšmo.Projektavimo ir eksperimentinės procedūros yra gerai dokumentuotos.Kadangi [Jianjia] negalėjo naudoti vėjo tunelio bandymams ir kalibravimui, jis laikinai įtaisė anemometrą ant savo automobilio stogo ir išvyko.Gauta reikšmė yra proporcinga automobilio GPS greičiui, bet šiek tiek didesnė.Taip gali nutikti dėl skaičiavimo klaidų arba išorinių veiksnių, pvz., vėjo ar oro srauto trikdžių, kuriuos sukelia bandomoji transporto priemonė arba kitas kelių eismas.
Kiti jutikliai apima optinius lietaus jutiklius, šviesos jutiklius, šviesos jutiklius ir BME280 oro slėgiui, drėgmei ir temperatūrai matuoti.Jianjia planuoja naudoti QingStation autonominiame laive, todėl jis taip pat pridėjo IMU, kompasą, GPS ir mikrofoną aplinkos garsui.
Dėl jutiklių, elektronikos ir prototipų kūrimo technologijų pažangos sukurti asmeninę meteorologinę stotį yra lengviau nei bet kada anksčiau.Pigių tinklo modulių prieinamumas leidžia užtikrinti, kad šie daiktų interneto įrenginiai galėtų perduoti savo informaciją į viešąsias duomenų bazes, suteikdami vietos bendruomenėms atitinkamus oro duomenis savo aplinkoje.
Manolis Nikiforakis bando sukurti orų piramidę – kietojo kūno, priežiūros nereikalaujantį, energijos ir ryšių autonominį oro matavimo prietaisą, skirtą plataus masto diegimui.Paprastai meteorologinėse stotyse yra jutikliai, matuojantys temperatūrą, slėgį, drėgmę, vėjo greitį ir kritulius.Nors daugumą šių parametrų galima išmatuoti naudojant kietojo kūno jutiklius, vėjo greičiui, krypčiai ir kritulių kiekiui nustatyti paprastai reikia tam tikro elektromechaninio įtaiso.
Tokių jutiklių konstrukcija yra sudėtinga ir sudėtinga.Planuodami didelius diegimus, taip pat turite įsitikinti, kad jie yra ekonomiški, lengvai montuojami ir nereikalauja dažnos priežiūros.Pašalinus visas šias problemas, būtų galima pastatyti patikimesnes ir pigesnes meteorologines stotis, kurių vėliau būtų galima daug įrengti atokiose vietovėse.
Manolis turi keletą idėjų, kaip šias problemas išspręsti.Jis planuoja užfiksuoti vėjo greitį ir kryptį iš akselerometro, giroskopo ir kompaso inerciniame jutiklio bloke (IMU) (tikriausiai MPU-9150).Planas yra stebėti IMU jutiklio judėjimą, kai jis laisvai siūbuoja ant kabelio, kaip švytuoklė.Jis atliko keletą skaičiavimų ant servetėlės ir atrodo įsitikinęs, kad jie duos rezultatus, kurių jam reikia bandant prototipą.Lietaus jutimas bus atliekamas naudojant talpinius jutiklius, naudojant specialų jutiklį, pvz., MPR121 arba įmontuotą jutiklinę funkciją ESP32.Elektrodų takelių konstrukcija ir vieta yra labai svarbios norint teisingai išmatuoti kritulių kiekį nustatant lietaus lašus.Korpuso, kuriame sumontuotas jutiklis, dydis, forma ir svorio pasiskirstymas taip pat yra labai svarbūs, nes jie turi įtakos prietaiso diapazonui, skyrai ir tikslumui.Manolis kuria keletą dizaino idėjų, kurias planuoja išbandyti prieš nuspręsdamas, ar visa meteorologinė stotis bus besisukančio korpuso viduje, ar tik viduje esantys jutikliai.
Dėl susidomėjimo meteorologija [Karlas] pastatė meteorologinę stotį. Naujausias iš jų yra ultragarsinis vėjo jutiklis, kuris naudoja ultragarso impulsų skrydžio laiką vėjo greičiui nustatyti.
Carla jutiklis naudoja keturis ultragarsinius keitiklius, orientuotus į šiaurę, pietus, rytus ir vakarus, kad nustatytų vėjo greitį.Išmatuodami laiką, per kurį ultragarsinis impulsas praeina tarp patalpoje esančių jutiklių, ir atėmus lauko matavimus, gauname kiekvienos ašies skrydžio laiką, taigi ir vėjo greitį.
Tai įspūdingas inžinerinių sprendimų demonstravimas, kartu su stulbinančiai detalia projekto ataskaita.
Paskelbimo laikas: 2024-04-19