Hava stansiyaları müxtəlif ətraf mühit sensorları ilə təcrübə aparmaq üçün məşhur bir layihədir və küləyin sürətini və istiqamətini təyin etmək üçün adətən sadə bir fincan anemometri və hava fırlananı seçilir. Jianjia Ma-nın QingStation üçün o, fərqli bir külək sensoru növü - ultrasəs anemometri qurmağa qərar verdi.
Ultrasonik anemometrlərin hərəkətli hissələri yoxdur, lakin kompromis elektron mürəkkəbliyində əhəmiyyətli bir artımdır. Onlar ultrasəs səs impulsunun məlum məsafədə qəbulediciyə əks olunması üçün lazım olan vaxtı ölçməklə işləyirlər. Küləyin istiqaməti bir-birinə perpendikulyar olan iki cüt ultrasəs sensorundan sürət oxunuşlarını götürməklə və sadə triqonometriyadan istifadə etməklə hesablana bilər. Ultrasəs anemometrinin düzgün işləməsi qəbuledici ucundakı analoq gücləndiricinin diqqətlə dizaynını və ikincil əks-sədalardan, çoxyollu yayılmadan və ətraf mühitin yaratdığı bütün səs-küydən düzgün siqnalı çıxarmaq üçün geniş siqnal emalını tələb edir. Dizayn və eksperimental prosedurlar yaxşı sənədləşdirilmişdir. [Jianjia] sınaq və kalibrləmə üçün külək tunelindən istifadə edə bilmədiyi üçün anemometri müvəqqəti olaraq avtomobilinin damına quraşdırdı və yola düşdü. Nəticədə alınan dəyər avtomobilin GPS sürəti ilə mütənasibdir, lakin bir qədər yüksəkdir. Bu, hesablama səhvləri və ya sınaq avtomobilindən və ya digər yol hərəkətindən külək və ya hava axınının pozulması kimi xarici amillərlə əlaqəli ola bilər.
Digər sensorlara optik yağış sensorları, işıq sensorları, işıq sensorları və hava təzyiqini, rütubəti və temperaturu ölçmək üçün BME280 daxildir. Jianjia QingStation-u muxtar qayıqda istifadə etməyi planlaşdırır, ona görə də ətraf mühit səsi üçün IMU, kompas, GPS və mikrofon da əlavə edib.
Sensorlar, elektronika və prototipləmə texnologiyasındakı irəliləyişlər sayəsində fərdi hava stansiyasının qurulması indi əvvəlkindən daha asandır. Ucuz şəbəkə modullarının mövcudluğu, bu IoT cihazlarının məlumatlarını ictimai verilənlər bazalarına ötürməsini və yerli icmaları ətraf mühitdəki müvafiq hava məlumatları ilə təmin etməsini təmin etməyə imkan verir.
Manolis Nikiforakis, genişmiqyaslı yerləşdirmə üçün nəzərdə tutulmuş, tamamilə bərk vəziyyətdə olan, texniki xidmət tələb etməyən, enerji və rabitə ilə işləyən muxtar hava ölçmə cihazı olan Hava Piramidası qurmağa çalışır. Adətən, hava stansiyaları temperaturu, təzyiqi, rütubəti, küləyin sürətini və yağıntını ölçən sensorlarla təchiz olunur. Bu parametrlərin əksəriyyəti bərk vəziyyətdə olan sensorlarla ölçülə bilsə də, küləyin sürətini, istiqamətini və yağıntını müəyyən etmək üçün adətən bir növ elektromexaniki cihaz tələb olunur.
Bu cür sensorların dizaynı mürəkkəb və çətindir. Böyük yerləşdirmələri planlaşdırarkən, onların səmərəli, quraşdırılması asan və tez-tez texniki xidmət tələb etmədiyinə əmin olmalısınız. Bütün bu problemlərin aradan qaldırılması daha etibarlı və daha ucuz hava stansiyalarının inşasına gətirib çıxara bilər ki, bu da daha sonra ucqar ərazilərdə çoxlu sayda quraşdırıla bilər.
Manolisin bu problemləri necə həll etmək barədə bəzi fikirləri var. O, ətalət sensoru bölməsində (IMU) (ehtimal ki, MPU-9150) akselerometr, giroskop və kompasdan küləyin sürətini və istiqamətini qeyd etməyi planlaşdırır. Plan, kabel üzərində sərbəst yellənərkən IMU sensorunun hərəkətini izləməkdir, sarkaç kimi. O, salfet üzərində bəzi hesablamalar aparıb və prototipi sınaqdan keçirərkən lazım olan nəticələri verəcəyinə əmin görünür. Yağış sensoru MPR121 kimi xüsusi sensor və ya ESP32-də quraşdırılmış toxunma funksiyası istifadə edərək tutumlu sensorlar istifadə edilərək aparılacaq. Elektrod izlərinin dizaynı və yeri yağış damcılarını aşkar etməklə yağıntının düzgün ölçülməsi üçün çox vacibdir. Sensorun quraşdırıldığı korpusun ölçüsü, forması və çəki paylanması da vacibdir, çünki onlar cihazın diapazonuna, qətnaməsinə və dəqiqliyinə təsir göstərir. Manolis bütün hava stansiyasının fırlanan korpusun içərisində, yoxsa yalnız içindəki sensorların olacağına qərar verməzdən əvvəl sınamağı planlaşdırdığı bir neçə dizayn ideyası üzərində işləyir.
Meteorologiyaya olan marağına görə [Karl] bir hava stansiyası qurdu. Bunlardan ən yenisi, küləyin sürətini təyin etmək üçün ultrasəs impulslarının uçuş vaxtından istifadə edən ultrasəs külək sensorudur.
Karlanın sensoru küləyin sürətini aşkar etmək üçün şimala, cənuba, şərqə və qərbə yönəlmiş dörd ultrasəs ötürücüdən istifadə edir. Ultrasəs impulsunun otaqdakı sensorlar arasında keçməsi üçün lazım olan vaxtı ölçməklə və sahə ölçmələrini çıxmaqla hər ox üçün uçuş vaxtını və buna görə də küləyin sürətini əldə edirik.
Bu, heyrətamiz dərəcədə ətraflı dizayn hesabatı ilə müşayiət olunan mühəndislik həllərinin təsirli bir nümayişidir.
Yazı vaxtı: 19 aprel 2024