Метеоролошке станице су популаран пројекат за експериментисање са различитим сензорима животне средине, а за одређивање брзине и смера ветра обично се бирају једноставни чашни анемометар и временска лопатица.За КингСтатион Јиањиа Ма, одлучио је да направи другачији тип сензора ветра: ултразвучни анемометар.
Ултразвучни анемометри немају покретне делове, али компромис је значајно повећање електронске сложености.Они раде тако што мере време потребно да се ултразвучни звучни импулс рефлектује на пријемник на познатој удаљености.Смер ветра се може израчунати узимањем очитавања брзине са два пара ултразвучних сензора управних један на други и коришћењем једноставне тригонометрије.Правилан рад ултразвучног анемометра захтева пажљив дизајн аналогног појачала на пријемном крају и опсежну обраду сигнала да би се издвојио исправан сигнал из секундарних одјека, вишепутног ширења и свих шума изазваних околином.Дизајн и експериментални поступци су добро документовани.Пошто [Јиањиа] није могао да користи аеротунел за тестирање и калибрацију, привремено је поставио анемометар на кров свог аутомобила и отишао.Добијена вредност је пропорционална ГПС брзини аутомобила, али нешто већа.Ово може бити због грешака у прорачуну или спољних фактора као што су ветар или сметње струјања ваздуха из тест возила или другог саобраћаја на путу.
Остали сензори укључују оптичке сензоре за кишу, светлосне сензоре, светлосне сензоре и БМЕ280 за мерење ваздушног притиска, влажности и температуре.Јиањиа планира да користи КингСтатион на аутономном броду, тако да је додао и ИМУ, компас, ГПС и микрофон за амбијентални звук.
Захваљујући напретку у сензорима, електроници и технологији израде прототипа, изградња личне метеоролошке станице је лакша него икад.Доступност јефтиних мрежних модула омогућава нам да осигурамо да ови ИоТ уређаји могу да пренесу своје информације у јавне базе података, пружајући локалним заједницама релевантне податке о времену у њиховом окружењу.
Манолис Никифоракис покушава да изгради временску пирамиду, потпуно чврсти уређај за мерење времена који не захтева одржавање, енергетски и комуникациони аутономни уређај дизајниран за примену великих размера.Обично су метеоролошке станице опремљене сензорима који мере температуру, притисак, влажност, брзину ветра и падавине.Док се већина ових параметара може мерити помоћу сензора у чврстом стању, одређивање брзине ветра, смера и падавина обично захтева неки облик електромеханичког уређаја.
Дизајн таквих сензора је сложен и изазован.Када планирате велике примене, такође морате да обезбедите да су исплативи, лаки за инсталацију и да не захтевају често одржавање.Отклањање свих ових проблема могло би довести до изградње поузданијих и јефтинијих метеоролошких станица, које би се потом могле инсталирати у великом броју у удаљеним подручјима.
Манолис има неке идеје како да реши ове проблеме.Он планира да ухвати брзину и правац ветра са акцелерометра, жироскопа и компаса у јединици инерцијалног сензора (ИМУ) (вероватно МПУ-9150).План је да се прати кретање ИМУ сензора док се слободно љуља на каблу, попут клатна.Направио је неке прорачуне на салвети и изгледа уверен да ће дати резултате који су му потребни приликом тестирања прототипа.Сензор падавина ће се вршити помоћу капацитивних сензора који користе наменски сензор као што је МПР121 или уграђену функцију додира у ЕСП32.Дизајн и локација трагова електрода су веома важни за правилно мерење падавина детекцијом кишних капи.Величина, облик и расподела тежине кућишта у које је сензор монтиран су такође критични јер утичу на опсег, резолуцију и тачност инструмента.Манолис ради на неколико дизајнерских идеја које планира да испроба пре него што одлучи да ли ће цела метеоролошка станица бити унутар ротирајућег кућишта или само сензори унутра.
Због свог интересовања за метеорологију, [Карл] је направио метеоролошку станицу. Најновији од њих је ултразвучни сензор ветра, који користи време лета ултразвучних импулса за одређивање брзине ветра.
Карлин сензор користи четири ултразвучна претварача, оријентисана на север, југ, исток и запад, да детектује брзину ветра.Мерењем времена које је потребно ултразвучном импулсу да путује између сензора у просторији и одузимањем мерења на терену, добијамо време лета за сваку осу, а самим тим и брзину ветра.
Ово је импресивна демонстрација инжењерских решења, праћена запањујуће детаљним извештајем о дизајну.
Време поста: 19. април 2024