Anemometër tejzanor

Stacionet e motit janë një projekt popullor për eksperimentimin me sensorë të ndryshëm mjedisorë dhe zakonisht zgjidhen një anemometër i thjeshtë me filxhan dhe korsi moti për të përcaktuar shpejtësinë dhe drejtimin e erës.Për QingStation të Jianjia Ma, ai vendosi të ndërtojë një lloj tjetër sensori të erës: një anemometër tejzanor.
Anemometrat tejzanor nuk kanë pjesë lëvizëse, por shkëmbimi është një rritje e konsiderueshme e kompleksitetit elektronik.Ata punojnë duke matur kohën që duhet që një impuls tingulli tejzanor të reflektojë në një marrës në një distancë të njohur.Drejtimi i erës mund të llogaritet duke marrë leximet e shpejtësisë nga dy palë sensorë tejzanor pingul me njëri-tjetrin dhe duke përdorur trigonometrinë e thjeshtë.Funksionimi i duhur i një anemometri tejzanor kërkon dizajn të kujdesshëm të amplifikatorit analog në skajin marrës dhe përpunim të gjerë të sinjalit për të nxjerrë sinjalin e saktë nga jehonat dytësore, përhapja me shumë rrugë dhe të gjitha zhurmat e shkaktuara nga mjedisi.Projektimi dhe procedurat eksperimentale janë të dokumentuara mirë.Meqenëse [Jianjia] nuk ishte në gjendje të përdorte tunelin e erës për testim dhe kalibrim, ai instaloi përkohësisht anemometrin në çatinë e makinës së tij dhe u largua.Vlera që rezulton është proporcionale me shpejtësinë GPS të makinës, por pak më e lartë.Kjo mund të jetë për shkak të gabimeve në llogaritje ose faktorëve të jashtëm si era ose shqetësimet e rrjedhës së ajrit nga automjeti i testimit ose trafiku tjetër rrugor.
Sensorë të tjerë përfshijnë sensorë optikë shiu, sensorë drite, sensorë drite dhe BME280 për matjen e presionit të ajrit, lagështisë dhe temperaturës.Jianjia planifikon të përdorë QingStation në një varkë autonome, kështu që ai shtoi gjithashtu një IMU, busull, GPS dhe mikrofon për zërin e ambientit.
Falë përparimeve në sensorë, elektronikë dhe teknologjinë e prototipit, ndërtimi i një stacioni personal të motit është më i lehtë se kurrë.Disponueshmëria e moduleve të rrjetit me kosto të ulët na lejon të sigurojmë që këto pajisje IoT mund të transmetojnë informacionin e tyre në bazat e të dhënave publike, duke u ofruar komuniteteve lokale të dhënat përkatëse të motit në rrethinat e tyre.
Manolis Nikiforakis po përpiqet të ndërtojë një piramidë moti, një pajisje matëse autonome e motit në gjendje të ngurtë, pa mirëmbajtje, energji dhe komunikime, e krijuar për vendosje në shkallë të gjerë.Në mënyrë tipike, stacionet e motit janë të pajisura me sensorë që matin temperaturën, presionin, lagështinë, shpejtësinë e erës dhe reshjet.Ndërsa shumica e këtyre parametrave mund të maten duke përdorur sensorë të gjendjes së ngurtë, përcaktimi i shpejtësisë, drejtimit dhe reshjeve të erës zakonisht kërkon një formë të pajisjes elektromekanike.
Dizajni i sensorëve të tillë është kompleks dhe sfidues.Kur planifikoni vendosje të mëdha, duhet gjithashtu të siguroheni që ato janë me kosto efektive, të lehta për t'u instaluar dhe nuk kërkojnë mirëmbajtje të shpeshtë.Eliminimi i të gjitha këtyre problemeve mund të çojë në ndërtimin e stacioneve të motit më të besueshëm dhe më pak të kushtueshëm, të cilët më pas mund të instalohen në një numër të madh në zona të largëta.
Manolis ka disa ide se si t'i zgjidhë këto probleme.Ai planifikon të kapë shpejtësinë dhe drejtimin e erës nga akselerometri, xhiroskopi dhe busulla në një njësi sensori inercial (IMU) (ndoshta një MPU-9150).Plani është të gjurmojë lëvizjen e sensorit IMU teksa ai lëkundet lirshëm në një kabllo, si një lavjerrës.Ai ka bërë disa përllogaritje në një pecetë dhe duket i sigurt se ato do të japin rezultatet që i nevojiten gjatë testimit të prototipit.Ndjeshmëria e reshjeve do të bëhet duke përdorur sensorë kapacitiv duke përdorur një sensor të dedikuar si MPR121 ose funksionin e integruar të prekjes në ESP32.Dizajni dhe vendndodhja e gjurmëve të elektrodës janë shumë të rëndësishme për matjen e saktë të reshjeve duke zbuluar pikat e shiut.Madhësia, forma dhe shpërndarja e peshës së strehës në të cilën është montuar sensori janë gjithashtu kritike pasi ato ndikojnë në diapazonin, rezolucionin dhe saktësinë e instrumentit.Manolis është duke punuar në disa ide dizajni që ai planifikon t'i provojë përpara se të vendosë nëse i gjithë stacioni i motit do të jetë brenda kabinës rrotulluese apo vetëm sensorët brenda.
Për shkak të interesit të tij për meteorologjinë, [Karl] ndërtoi një stacion moti. Më i ri prej tyre është sensori i erës tejzanor, i cili përdor kohën e fluturimit të pulseve ultrasonike për të përcaktuar shpejtësinë e erës.
Sensori i Carla përdor katër transduktorë tejzanor, të orientuar nga veriu, jugu, lindja dhe perëndimi, për të zbuluar shpejtësinë e erës.Duke matur kohën që i duhet një impulsi tejzanor për të udhëtuar midis sensorëve në një dhomë dhe duke zbritur matjet e fushës, marrim kohën e fluturimit për çdo aks dhe rrjedhimisht shpejtësinë e erës.
Ky është një demonstrim mbresëlënës i zgjidhjeve inxhinierike, i shoqëruar nga një raport i detajuar mahnitës i projektimit.