Vituo vya hali ya hewa ni mradi maarufu wa kufanya majaribio na vihisi mbalimbali vya mazingira, na kipima chenye chembechembe za anga na hali ya hewa kwa kawaida huchaguliwa ili kubainisha kasi ya upepo na mwelekeo.Kwa QingStation ya Jianjia Ma, aliamua kujenga aina tofauti ya kitambuzi cha upepo: anemomita ya ultrasonic.
Anemometers za ultrasonic hazina sehemu zinazohamia, lakini biashara ni ongezeko kubwa la utata wa elektroniki.Wanafanya kazi kwa kupima muda unaochukua kwa mapigo ya sauti ya ultrasonic kuakisi kwa kipokezi kwa umbali unaojulikana.Mwelekeo wa upepo unaweza kuhesabiwa kwa kuchukua usomaji wa kasi kutoka kwa jozi mbili za sensorer za ultrasonic perpendicular kwa kila mmoja na kutumia trigonometry rahisi.Uendeshaji sahihi wa anemomita ya ultrasonic inahitaji muundo makini wa amplifier ya analogi kwenye mwisho wa kupokea na usindikaji wa kina wa ishara ili kutoa ishara sahihi kutoka kwa mwangwi wa pili, uenezi wa njia nyingi, na kelele zote zinazosababishwa na mazingira.Ubunifu na taratibu za majaribio zimeandikwa vizuri.Kwa kuwa [Jianjia] hakuweza kutumia handaki la upepo kwa ajili ya kupima na kusawazisha, aliweka kidhibiti cha umeme kwenye paa la gari lake kwa muda na kuondoka.Thamani inayotokana inalingana na kasi ya GPS ya gari, lakini juu kidogo.Hii inaweza kuwa kutokana na hitilafu za hesabu au mambo ya nje kama vile usumbufu wa upepo au mtiririko wa hewa kutoka kwa gari la majaribio au trafiki nyingine ya barabara.
Vihisi vingine ni pamoja na vitambuzi vya macho vya mvua, vitambuzi vya mwanga, vitambuzi vya mwanga na BME280 vya kupima shinikizo la hewa, unyevunyevu na halijoto.Jianjia inapanga kutumia QingStation kwenye mashua inayojiendesha, kwa hivyo aliongeza IMU, dira, GPS na maikrofoni kwa sauti iliyoko.
Shukrani kwa maendeleo katika vitambuzi, vifaa vya elektroniki na teknolojia ya prototyping, kujenga kituo cha hali ya hewa ya kibinafsi ni rahisi zaidi kuliko hapo awali.Upatikanaji wa moduli za mtandao za gharama ya chini huturuhusu kuhakikisha kuwa vifaa hivi vya IoT vinaweza kusambaza taarifa zao kwa hifadhidata za umma, na kuzipa jumuiya za karibu data muhimu ya hali ya hewa katika mazingira yao.
Manolis Nikiforakis anajaribu kujenga Piramidi ya Hali ya Hewa, kifaa cha hali ya hewa thabiti, kisicho na matengenezo, nishati na mawasiliano-kiongozi cha kupima hali ya hewa iliyoundwa kwa ajili ya kupelekwa kwa kiasi kikubwa.Kwa kawaida, vituo vya hali ya hewa huwa na vihisi vinavyopima joto, shinikizo, unyevu, kasi ya upepo na mvua.Ingawa vigezo hivi vingi vinaweza kupimwa kwa kutumia vitambuzi vya hali dhabiti, kubainisha kasi ya upepo, mwelekeo, na mvua kwa kawaida huhitaji aina fulani ya kifaa cha kielektroniki.
Muundo wa sensorer vile ni ngumu na changamoto.Wakati wa kupanga mipango ya kupelekwa kubwa, unahitaji pia kuhakikisha kuwa ni ya gharama nafuu, rahisi kufunga, na hauhitaji matengenezo ya mara kwa mara.Kuondoa matatizo haya yote kunaweza kusababisha ujenzi wa vituo vya hali ya hewa vya kuaminika zaidi na vya gharama nafuu, ambavyo vinaweza kuwekwa kwa idadi kubwa katika maeneo ya mbali.
Manolis ana mawazo fulani juu ya jinsi ya kutatua matatizo haya.Anapanga kukamata kasi ya upepo na mwelekeo kutoka kwa accelerometer, gyroscope na dira katika kitengo cha sensor cha inertial (IMU) (labda MPU-9150).Mpango ni kufuatilia msogeo wa kihisi cha IMU kinapoyumba kwa uhuru kwenye kebo, kama pendulum.Amefanya mahesabu kadhaa kwenye kitambaa na anaonekana kujiamini kwamba atatoa matokeo anayohitaji wakati wa kujaribu mfano.Kihisia cha mvua kitafanywa kwa kutumia vihisi vinavyotoa sauti kwa kutumia kitambuzi maalum kama vile MPR121 au kipengele cha kugusa kilichojengewa ndani katika ESP32.Muundo na eneo la nyimbo za elektrodi ni muhimu sana kwa kipimo sahihi cha mvua kwa kugundua matone ya mvua.Saizi, umbo na usambazaji wa uzito wa nyumba ambayo sensor imewekwa pia ni muhimu kwani huathiri anuwai, azimio na usahihi wa chombo.Manolis anafanyia kazi mawazo kadhaa ya kubuni ambayo anapanga kujaribu kabla ya kuamua ikiwa kituo kizima cha hali ya hewa kitakuwa ndani ya nyumba zinazozunguka au tu vitambuzi vya ndani.
Kwa sababu ya kupendezwa na hali ya hewa, [Karl] alijenga kituo cha hali ya hewa. Kipya zaidi kati ya hivi ni kihisishi cha upepo kinachotumia sauti ya angani, ambayo hutumia muda wa kuruka wa mipigo ya ultrasonic kubainisha kasi ya upepo.
Sensor ya Carla hutumia transducers nne za ultrasonic, zinazoelekezwa kaskazini, kusini, mashariki na magharibi, kugundua kasi ya upepo.Kwa kupima muda inachukua kwa mpigo wa ultrasonic kusafiri kati ya vitambuzi katika chumba na kupunguza vipimo vya shamba, tunapata muda wa kukimbia kwa kila mhimili na kwa hiyo kasi ya upepo.
Hili ni onyesho la kuvutia la suluhu za uhandisi, likiambatana na ripoti ya kina ya ajabu ya muundo.
Muda wa kutuma: Apr-19-2024