УЗИ анемометры

Метеостанцияләр төрле әйләнә-тирә мохит сенсорлары белән экспериментлар үткәрү өчен популяр проект булып тора, һәм җил тизлеген һәм юнәлешен билгеләү өчен гадәттә гади чынаяклы анемометр һәм флюгер сайлана. Jianjia Ma'ның QingStation өчен ул башка төр җил сенсоры - ультратавышлы анемометр төзергә карар кылды.
УЗИ анемометрларының хәрәкәтләнүче өлешләре юк, ләкин компромисс электрон катлаулылыкның сизелерлек артуы белән бәйле. Алар ультратавыш тавыш импульсының билгеле ераклыкта кабул итүчегә чагылышы өчен кирәкле вакытны үлчәү юлы белән эшли. Җил юнәлешен бер-берсенә перпендикуляр булган ике пар ультратавыш сенсорыннан тизлек күрсәткечләрен алып һәм гади тригонометрия кулланып исәпләп була. УЗИ анемометрын дөрес эшләтү өчен кабул итү ягындагы аналог көчәйткечне җентекләп проектлау һәм икенчел яңгырашлардан, күп юллы таралудан һәм әйләнә-тирә мохит китергән барлык шау-шулардан дөрес сигналны алу өчен киң сигнал эшкәртү кирәк. Проектлау һәм эксперименталь процедуралар яхшы документлаштырылган. [Цзянцзя] сынау һәм калибрлау өчен җил туннелен куллана алмаганлыктан, ул анемометрны вакытлыча машинасының түбәсенә урнаштырды һәм китте. Нәтиҗәдә килеп чыккан кыйммәт машинаның GPS тизлегенә пропорциональ, ләкин бераз югарырак. Бу исәпләү хаталары яки сынау машинасыннан яки башка юл хәрәкәтеннән җил яки һава агымы бозылулары кебек тышкы факторлар аркасында булырга мөмкин.
Башка сенсорлар арасында оптик яңгыр сенсорлары, яктылык сенсорлары, яктылык сенсорлары һәм һава басымын, дымлылыкны һәм температураны үлчәү өчен BME280 бар. Jianjia QingStationны автоном көймәдә кулланырга планлаштыра, шуңа күрә ул шулай ук ​​​​тирә-юнь тавышы өчен IMU, компас, GPS һәм микрофон өстәде.
Сенсорлар, электроника һәм прототиплаштыру технологияләрендәге алгарыш аркасында шәхси метеостанция төзү элеккегә караганда җиңелрәк. Арзанлы челтәр модульләренең булуы безгә бу IoT җайланмаларының үз мәгълүматларын гомуми мәгълүмат базаларына тапшыра алуын тәэмин итәргә мөмкинлек бирә, җирле җәмгыятьләргә үз тирә-юнендәге һава торышы турындагы мәгълүматларны бирә.
Манолис Никифоракис һава торышы пирамидасын төзергә тырыша, ул тулысынча каты хәлдәге, хезмәт күрсәтүне таләп итмәгән, энергия һәм элемтә белән эшли торган автоном һава торышын үлчәү җайланмасы, зур күләмдә урнаштыру өчен эшләнгән. Гадәттә, метеостанцияләр температураны, басымны, дымлылыкны, җил тизлеген һәм явым-төшемне үлчи торган датчиклар белән җиһазландырылган. Бу параметрларның күбесен каты хәлдәге датчиклар ярдәмендә үлчәп булса да, җил тизлеген, юнәлешен һәм явым-төшемне билгеләү өчен гадәттә ниндидер электромеханик җайланма кирәк.
Мондый сенсорларның дизайны катлаулы һәм катлаулы. Зур урнаштыруларны планлаштырганда, аларның экономияле, урнаштыру җиңел һәм еш хезмәт күрсәтүне таләп итмәвен тәэмин итәргә кирәк. Бу проблемаларның барысын да бетерү ышанычлырак һәм арзанрак метеостанцияләр төзүгә китерергә мөмкин, аннары аларны ерак районнарда күпләп урнаштырырга мөмкин.
Манолисның бу проблемаларны ничек хәл итәргә кирәклеге турында берничә идеясе бар. Ул инерциаль сенсор җайланмасында (IMU) (мөгаен, MPU-9150) акселерометр, гироскоп һәм компас ярдәмендә җил тизлеген һәм юнәлешен теркәп барырга планлаштыра. План буенча, IMU сенсоры кабельдә, маятник кебек, ирекле чайкалганда хәрәкәтен күзәтеп барырга кирәк. Ул салфеткада берничә исәпләү ясаган һәм алар прототипны сынап караганда кирәкле нәтиҗәләрне бирәчәгенә ышана кебек. Явым-төшемне сизү MPR121 кебек махсус сенсор яки ESP32 эчендәге тоташтыру функциясе ярдәмендә сыйдырышлы сенсорлар ярдәмендә башкарылачак. Явым-төшемне дөрес үлчәү өчен электрод юлларының дизайны һәм урнашуы бик мөһим, чөнки алар приборның диапазонына, чишелешенә һәм төгәллегенә тәэсир итә. Манолис бөтен метеостанция әйләнүче корпус эчендәме яки эчендәге сенсорлар гынамы икәнен хәл итәр алдыннан сынап карарга планлаштырган берничә дизайн идеясе өстендә эшли.
Метеорологиягә кызыксынуы аркасында [Карл] метеостанция төзегән. Аларның иң яңасы - ультратавышлы җил датчигы, ул җил тизлеген билгеләү өчен ультратавыш импульсларының очыш вакытын куллана.
Карланың сенсоры җил тизлеген билгеләү өчен төньякка, көньякка, көнчыгышка һәм көнбатышка юнәлтелгән дүрт ультратавышлы үзгәрткеч куллана. Ультратавышлы импульсның бүлмәдәге сенсорлар арасында күчү вакытын үлчәп һәм кыр үлчәүләрен алып ташлап, без һәр күчәр өчен очыш вакытын һәм шулай итеп җил тизлеген алабыз.
Бу - инженерлык чишелешләренең тәэсирле демонстрациясе, аның белән бергә гаҗәеп җентекле дизайн отчеты да бар.