अल्ट्रासोनिक ॲनिमोमीटर

विविध पर्यावरणीय सेन्सर्ससह प्रयोग करण्यासाठी हवामान केंद्रे हा एक लोकप्रिय प्रकल्प आहे आणि वाऱ्याचा वेग आणि दिशा ठरवण्यासाठी सामान्यतः एक साधा कप ॲनिमोमीटर आणि वेदर वेन निवडले जातात.जियानजिया माच्या किंगस्टेशनसाठी, त्याने वेगळ्या प्रकारचे विंड सेन्सर तयार करण्याचा निर्णय घेतला: एक अल्ट्रासोनिक ॲनिमोमीटर.
प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) ॲनिमोमीटरमध्ये कोणतेही हलणारे भाग नसतात, परंतु व्यापार-बंद हे इलेक्ट्रॉनिक जटिलतेमध्ये लक्षणीय वाढ होते.अल्ट्रासोनिक ध्वनी नाडीला ज्ञात अंतरावर रिसीव्हरला परावर्तित करण्यासाठी लागणारा वेळ मोजून ते कार्य करतात.एकमेकांना लंब असलेल्या अल्ट्रासोनिक सेन्सरच्या दोन जोड्यांमधून वेग वाचून आणि साधी त्रिकोणमिती वापरून वाऱ्याची दिशा मोजली जाऊ शकते.अल्ट्रासोनिक ॲनिमोमीटरच्या योग्य ऑपरेशनसाठी ॲनालॉग ॲम्प्लिफायरची रिसिव्हिंग एंडवर काळजीपूर्वक रचना आणि दुय्यम प्रतिध्वनी, मल्टीपाथ प्रसार आणि वातावरणामुळे होणारा सर्व आवाज यांपासून योग्य सिग्नल काढण्यासाठी विस्तृत सिग्नल प्रक्रिया आवश्यक आहे.डिझाइन आणि प्रायोगिक प्रक्रिया चांगल्या प्रकारे दस्तऐवजीकरण केल्या आहेत.[जियांजिया] चाचणी आणि कॅलिब्रेशनसाठी पवन बोगदा वापरण्यास असमर्थ असल्याने, त्याने तात्पुरते ॲनिमोमीटर त्याच्या कारच्या छतावर स्थापित केले आणि ते निघून गेले.परिणामी मूल्य कारच्या GPS गतीच्या प्रमाणात आहे, परंतु किंचित जास्त आहे.हे मोजणीतील त्रुटी किंवा चाचणी वाहनातील वारा किंवा वायुप्रवाहातील व्यत्यय किंवा इतर रस्त्यावरील रहदारीसारख्या बाह्य घटकांमुळे असू शकते.
इतर सेन्सर्समध्ये हवेचा दाब, आर्द्रता आणि तापमान मोजण्यासाठी ऑप्टिकल रेन सेन्सर्स, लाइट सेन्सर्स, लाइट सेन्सर्स आणि BME280 यांचा समावेश होतो.जियांजियाने स्वायत्त बोटीवर किंगस्टेशन वापरण्याची योजना आखली आहे, म्हणून त्याने सभोवतालच्या आवाजासाठी IMU, कंपास, GPS आणि मायक्रोफोन देखील जोडला.
सेन्सर्स, इलेक्ट्रॉनिक्स आणि प्रोटोटाइपिंग तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे वैयक्तिक हवामान स्टेशन तयार करणे पूर्वीपेक्षा सोपे आहे.कमी किमतीच्या नेटवर्क मॉड्यूल्सची उपलब्धता आम्हाला हे सुनिश्चित करण्यास अनुमती देते की ही IoT उपकरणे त्यांची माहिती सार्वजनिक डेटाबेसमध्ये प्रसारित करू शकतात, स्थानिक समुदायांना त्यांच्या सभोवतालच्या हवामानाशी संबंधित डेटा प्रदान करतात.
Manolis Nikiforakis एक हवामान पिरॅमिड तयार करण्याचा प्रयत्न करत आहे, एक सर्व-सॉलिड-स्टेट, देखभाल-मुक्त, ऊर्जा- आणि संप्रेषण-स्वायत्त हवामान मापन यंत्र मोठ्या प्रमाणावर तैनात करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे.सामान्यतः, हवामान केंद्रे सेन्सरने सुसज्ज असतात जे तापमान, दाब, आर्द्रता, वाऱ्याचा वेग आणि पर्जन्यमान मोजतात.यापैकी बहुतेक पॅरामीटर्स सॉलिड-स्टेट सेन्सर वापरून मोजले जाऊ शकतात, परंतु वाऱ्याचा वेग, दिशा आणि पर्जन्य निश्चित करण्यासाठी काही प्रकारचे इलेक्ट्रोमेकॅनिकल उपकरण आवश्यक असते.
अशा सेन्सर्सची रचना गुंतागुंतीची आणि आव्हानात्मक असते.मोठ्या उपयोजनांचे नियोजन करताना, ते किफायतशीर, स्थापित करणे सोपे आणि वारंवार देखभाल करण्याची आवश्यकता नाही याचीही खात्री करणे आवश्यक आहे.या सर्व समस्या दूर केल्याने अधिक विश्वासार्ह आणि कमी खर्चिक हवामान केंद्रे तयार होऊ शकतात, जी नंतर दुर्गम भागात मोठ्या प्रमाणात स्थापित केली जाऊ शकतात.
या समस्या कशा सोडवायच्या याबद्दल मनोलिसकडे काही कल्पना आहेत.ॲक्सेलेरोमीटर, जायरोस्कोप आणि कंपासमधून वाऱ्याचा वेग आणि दिशा एका जडत्व सेन्सर युनिट (IMU) (कदाचित MPU-9150) मध्ये टिपण्याची त्याची योजना आहे.आयएमयू सेन्सरच्या हालचालीचा मागोवा घेण्याची योजना आहे कारण ते केबलवर, पेंडुलमप्रमाणे मुक्तपणे फिरते.त्याने रुमालावर काही आकडेमोड केले आहेत आणि प्रोटोटाइपची चाचणी करताना ते आवश्यक परिणाम देतील असा विश्वास वाटतो.MPR121 किंवा ESP32 मधील अंगभूत टच फंक्शन सारख्या समर्पित सेन्सरचा वापर करून कॅपेसिटिव्ह सेन्सर वापरून पर्जन्य संवेदन केले जाईल.पावसाचे थेंब शोधून योग्य पर्जन्य मापनासाठी इलेक्ट्रोड ट्रॅकची रचना आणि स्थान खूप महत्वाचे आहे.ज्या घरामध्ये सेन्सर बसवला आहे त्या घराचा आकार, आकार आणि वजनाचे वितरण हे देखील महत्त्वाचे आहे कारण ते उपकरणाची श्रेणी, रिझोल्यूशन आणि अचूकता प्रभावित करतात.मॅनोलिस अनेक डिझाइन कल्पनांवर काम करत आहे जे संपूर्ण वेदर स्टेशन फिरत्या घराच्या आत असेल की फक्त सेन्सर्स आत असतील हे ठरवण्यापूर्वी ते वापरून पाहण्याची त्यांची योजना आहे.
हवामानशास्त्रातील त्याच्या स्वारस्यामुळे, [कार्ल] यांनी हवामान केंद्र बांधले. यातील सर्वात नवीन अल्ट्रासोनिक विंड सेन्सर आहे, जो वाऱ्याचा वेग निर्धारित करण्यासाठी अल्ट्रासोनिक पल्सच्या उड्डाण वेळेचा वापर करतो.
कार्लाचा सेन्सर वाऱ्याचा वेग शोधण्यासाठी उत्तर, दक्षिण, पूर्व आणि पश्चिम दिशेने चार अल्ट्रासोनिक ट्रान्सड्यूसर वापरतो.एका खोलीतील सेन्सर्स दरम्यान अल्ट्रासोनिक पल्सला प्रवास करण्यासाठी लागणारा वेळ मोजून आणि फील्ड मोजमाप वजा करून, आम्ही प्रत्येक अक्षासाठी उड्डाणाची वेळ आणि त्यामुळे वाऱ्याचा वेग मिळवतो.
हे अभियांत्रिकी उपायांचे एक प्रभावी प्रदर्शन आहे, ज्यात एक आश्चर्यकारक तपशीलवार डिझाइन अहवाल आहे.