Anemometer ultrasonik

Stasion cuaca mangrupikeun proyék anu populér pikeun ékspérimén sareng sababaraha sénsor lingkungan, sareng anemometer cangkir sareng vane cuaca biasana dipilih pikeun nangtukeun laju sareng arah angin.Pikeun QingStation Jianjia Ma, anjeunna mutuskeun pikeun ngawangun jinis sensor angin anu béda: anemometer ultrasonik.
Anemometers ultrasonik teu gaduh bagian anu gerak, tapi trade-off mangrupikeun paningkatan anu signifikan dina pajeulitna éléktronik.Gawéna ku cara ngukur waktu nu diperlukeun pikeun pulsa sora ultrasonik ngeunteung ka panarima dina jarak dipikawanoh.Arah angin bisa diitung ku cara nyokot maca laju ti dua pasang sénsor ultrasonik jejeg silih tur ngagunakeun trigonométri basajan.Operasi anu bener tina anemometer ultrasonik merlukeun desain ati-ati tina amplifier analog dina tungtung panarima sareng pamrosésan sinyal éksténsif pikeun nimba sinyal anu leres tina gema sekundér, rambatan multipath, sareng sadaya bising anu disababkeun ku lingkungan.Desain sareng prosedur ékspérimén didokumentasikeun saé.Kusabab [Jianjia] henteu tiasa nganggo torowongan angin pikeun nguji sareng kalibrasi, anjeunna samentawis masang anemometer dina hateup mobilna sareng angkat.Nilai anu dihasilkeun sabanding jeung speed GPS mobil urang, tapi rada luhur.Ieu tiasa disababkeun ku kasalahan itungan atanapi faktor éksternal sapertos angin atanapi gangguan aliran hawa tina kendaraan tés atanapi lalu lintas jalan sanés.
Sénsor sanésna kalebet sénsor hujan optik, sénsor cahaya, sénsor cahaya sareng BME280 pikeun ngukur tekanan hawa, kalembaban sareng suhu.Jianjia ngarencanakeun ngagunakeun QingStation dina kapal otonom, ku kituna anjeunna ogé nambihan IMU, kompas, GPS, sareng mikropon pikeun sora ambient.
Hatur nuhun kana kamajuan sensor, éléktronika, sareng téknologi prototyping, ngawangun stasiun cuaca pribadi langkung gampang tibatan kantos.Ketersediaan modul jaringan béaya rendah ngamungkinkeun urang pikeun mastikeun yén alat IoT ieu tiasa ngirimkeun inpormasi ka database umum, nyayogikeun data cuaca anu relevan pikeun komunitas lokal di sakurilingna.
Manolis Nikiforakis narékahan pikeun ngawangun Piramida Cuaca, alat ukur cuaca anu serba padet, tanpa pangropéa, tanaga sareng komunikasi otonom anu dirancang pikeun panyebaran skala ageung.Biasana, stasion cuaca dilengkepan ku sénsor anu ngukur suhu, tekanan, kalembaban, laju angin sareng curah hujan.Samentara sabagéan ageung parameter ieu tiasa diukur nganggo sénsor kaayaan padet, nangtukeun laju angin, arah, sareng présipitasi biasana peryogi sababaraha alat éléktromékanis.
Desain sensor sapertos anu rumit sarta nangtang.Nalika ngarencanakeun panyebaran ageung, anjeun ogé kedah mastikeun yén éta biaya-éféktif, gampang dipasang, sareng henteu peryogi pangropéa anu sering.Ngaleungitkeun sadaya masalah ieu tiasa nyababkeun pangwangunan stasion cuaca anu langkung dipercaya sareng langkung murah, anu teras tiasa dipasang dina jumlah anu ageung di daérah terpencil.
Manolis gaduh sababaraha ide ngeunaan cara ngabéréskeun masalah ieu.Anjeunna ngarencanakeun pikeun moto laju angin sareng arah tina accelerometer, giroskop sareng kompas dina unit sensor inersia (IMU) (sigana MPU-9150).Rencanana nyaéta pikeun ngalacak gerakan sensor IMU nalika ngayun bebas dina kabel, sapertos pendulum.Anjeunna geus dipigawé sababaraha itungan dina napkin sarta sigana yakin yén maranéhna bakal masihan hasil nu peryogi nalika nguji prototipe.Sensasi curah hujan bakal dilakukeun nganggo sénsor kapasitif nganggo sénsor khusus sapertos MPR121 atanapi fungsi touch anu diwangun dina ESP32.Desain sareng lokasi jalur éléktroda penting pisan pikeun pangukuran présipitasi anu leres ku ngadeteksi tetes hujan.Ukuran, bentuk sareng distribusi beurat perumahan dimana sénsor dipasang ogé kritis sabab mangaruhan kisaran, résolusi sareng akurasi alat.Manolis ngusahakeun sababaraha ideu desain anu anjeunna rencanakeun pikeun dicobian sateuacan mutuskeun naha sadayana stasiun cuaca bakal aya di jero perumahan puteran atanapi ngan ukur sensor di jerona.
Kusabab minatna dina météorologi, [Karl] ngawangun stasion cuaca. Nu pang anyarna nyaéta sensor angin ultrasonik, anu ngagunakeun waktu hiber pulsa ultrasonik pikeun nangtukeun laju angin.
Sénsor Carla ngagunakeun opat transduser ultrasonik, berorientasi kalér, kidul, wétan jeung kulon, pikeun ngadeteksi laju angin.Ku cara ngukur waktu nu diperlukeun pikeun hiji pulsa ultrasonik keur ngarambat antara sensor di kamar jeung subtracting ukuran widang, urang ménta waktu hiber pikeun tiap sumbu sahingga laju angin.
Ieu mangrupikeun demonstrasi anu pikaresepeun pikeun solusi rékayasa, dipirig ku laporan desain anu rinci pisan.