અલ્ટ્રાસોનિક એનિમોમીટર

વિવિધ પર્યાવરણીય સેન્સર સાથે પ્રયોગ કરવા માટે વેધર સ્ટેશન એ એક લોકપ્રિય પ્રોજેક્ટ છે, અને સામાન્ય રીતે પવનની ગતિ અને દિશા નક્કી કરવા માટે સામાન્ય કપ એનિમોમીટર અને વેધર વેન પસંદ કરવામાં આવે છે.જિયાંજીઆ માના કિંગસ્ટેશન માટે, તેણે એક અલગ પ્રકારનું વિન્ડ સેન્સર બનાવવાનું નક્કી કર્યું: અલ્ટ્રાસોનિક એનિમોમીટર.
અલ્ટ્રાસોનિક એનિમોમીટરમાં કોઈ ફરતા ભાગો નથી, પરંતુ ટ્રેડ-ઓફ એ ઇલેક્ટ્રોનિક જટિલતામાં નોંધપાત્ર વધારો છે.તેઓ અલ્ટ્રાસોનિક સાઉન્ડ પલ્સ માટે જાણીતા અંતરે રીસીવરને પ્રતિબિંબિત કરવા માટે જે સમય લે છે તેનું માપન કરીને કાર્ય કરે છે.પવનની દિશાની ગણતરી બે જોડી અલ્ટ્રાસોનિક સેન્સર્સમાંથી એકબીજાને લંબરૂપ કરીને અને સરળ ત્રિકોણમિતિનો ઉપયોગ કરીને ઝડપ વાંચીને કરી શકાય છે.અલ્ટ્રાસોનિક એનિમોમીટરના યોગ્ય સંચાલન માટે પ્રાપ્તકર્તા છેડે એનાલોગ એમ્પ્લીફાયરની સાવચેતીપૂર્વક ડિઝાઇન અને ગૌણ પડઘા, મલ્ટીપાથ પ્રચાર અને પર્યાવરણને કારણે થતા તમામ અવાજોમાંથી યોગ્ય સિગ્નલ મેળવવા માટે વ્યાપક સિગ્નલ પ્રોસેસિંગની જરૂર છે.ડિઝાઇન અને પ્રાયોગિક પ્રક્રિયાઓ સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત છે.[જિયાંજિયા] પરીક્ષણ અને માપાંકન માટે વિન્ડ ટનલનો ઉપયોગ કરવામાં અસમર્થ હોવાથી, તેણે અસ્થાયી રૂપે તેની કારની છત પર એનિમોમીટર ઇન્સ્ટોલ કર્યું અને ચાલ્યો ગયો.પરિણામી મૂલ્ય કારની જીપીએસ ગતિના પ્રમાણસર છે, પરંતુ થોડું વધારે છે.આ ગણતરીની ભૂલો અથવા બાહ્ય પરિબળો જેમ કે પરીક્ષણ વાહન અથવા અન્ય માર્ગ ટ્રાફિકમાંથી પવન અથવા હવાના પ્રવાહમાં વિક્ષેપને કારણે હોઈ શકે છે.
અન્ય સેન્સરમાં હવાનું દબાણ, ભેજ અને તાપમાન માપવા માટે ઓપ્ટિકલ રેઈન સેન્સર્સ, લાઇટ સેન્સર્સ, લાઇટ સેન્સર્સ અને BME280નો સમાવેશ થાય છે.જિયાંજિયાએ સ્વાયત્ત બોટ પર કિંગસ્ટેશનનો ઉપયોગ કરવાની યોજના બનાવી છે, તેથી તેણે આસપાસના અવાજ માટે IMU, હોકાયંત્ર, GPS અને માઇક્રોફોન પણ ઉમેર્યા.
સેન્સર્સ, ઈલેક્ટ્રોનિક્સ અને પ્રોટોટાઈપિંગ ટેક્નોલોજીમાં એડવાન્સિસ માટે આભાર, વ્યક્તિગત હવામાન સ્ટેશન બનાવવું પહેલા કરતાં વધુ સરળ છે.ઓછી કિંમતના નેટવર્ક મોડ્યુલોની ઉપલબ્ધતા અમને ખાતરી કરવા દે છે કે આ IoT ઉપકરણો તેમની માહિતીને સાર્વજનિક ડેટાબેઝમાં ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે, સ્થાનિક સમુદાયોને તેમની આસપાસના સંબંધિત હવામાન ડેટા પ્રદાન કરે છે.
Manolis Nikiforakis મોટા પાયે જમાવટ માટે રચાયેલ હવામાન પિરામિડ, એક ઓલ-સોલિડ-સ્ટેટ, જાળવણી-મુક્ત, ઊર્જા- અને સંચાર-સ્વાયત્ત હવામાન માપન ઉપકરણ બનાવવાનો પ્રયાસ કરી રહી છે.સામાન્ય રીતે, વેધર સ્ટેશન સેન્સરથી સજ્જ હોય ​​છે જે તાપમાન, દબાણ, ભેજ, પવનની ગતિ અને વરસાદને માપે છે.જ્યારે આમાંના મોટાભાગના પરિમાણો સોલિડ-સ્ટેટ સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને માપી શકાય છે, ત્યારે પવનની ગતિ, દિશા અને વરસાદ નક્કી કરવા માટે સામાન્ય રીતે અમુક પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઉપકરણની જરૂર પડે છે.
આવા સેન્સરની ડિઝાઇન જટિલ અને પડકારજનક છે.મોટી જમાવટનું આયોજન કરતી વખતે, તમારે એ પણ સુનિશ્ચિત કરવાની જરૂર છે કે તે ખર્ચ-અસરકારક છે, ઇન્સ્ટોલ કરવામાં સરળ છે અને વારંવાર જાળવણીની જરૂર નથી.આ બધી સમસ્યાઓને દૂર કરવાથી વધુ વિશ્વસનીય અને ઓછા ખર્ચાળ હવામાન સ્ટેશનોનું નિર્માણ થઈ શકે છે, જે પછી દૂરના વિસ્તારોમાં મોટી સંખ્યામાં સ્થાપિત કરી શકાય છે.
આ સમસ્યાઓનું નિરાકરણ કેવી રીતે કરવું તે અંગે મનોલીસ પાસે કેટલાક વિચારો છે.તે ઈનર્શિયલ સેન્સર યુનિટ (IMU) (કદાચ MPU-9150) માં એક્સીલેરોમીટર, જાયરોસ્કોપ અને હોકાયંત્રથી પવનની ગતિ અને દિશા મેળવવાની યોજના ધરાવે છે.IMU સેન્સરની હિલચાલને ટ્રેક કરવાની યોજના છે કારણ કે તે લોલકની જેમ કેબલ પર મુક્તપણે સ્વિંગ કરે છે.તેણે નેપકિન પર કેટલીક ગણતરીઓ કરી છે અને તેને વિશ્વાસ છે કે પ્રોટોટાઇપનું પરીક્ષણ કરતી વખતે તેઓ તેને જોઈતા પરિણામો આપશે.MPR121 અથવા ESP32 માં બિલ્ટ-ઇન ટચ ફંક્શન જેવા સમર્પિત સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને કેપેસિટીવ સેન્સરનો ઉપયોગ કરીને વરસાદની સંવેદના કરવામાં આવશે.વરસાદના ટીપાં શોધીને યોગ્ય વરસાદ માપવા માટે ઇલેક્ટ્રોડ ટ્રેકની ડિઝાઇન અને સ્થાન ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.આવાસનું કદ, આકાર અને વજનનું વિતરણ કે જેમાં સેન્સર લગાવવામાં આવે છે તે પણ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે સાધનની શ્રેણી, રીઝોલ્યુશન અને ચોકસાઈને અસર કરે છે.મેનોલિસ ઘણા ડિઝાઇન વિચારો પર કામ કરી રહ્યા છે જેને તે નક્કી કરતા પહેલા અજમાવવાની યોજના ધરાવે છે કે આખું વેધર સ્ટેશન ફરતા હાઉસિંગની અંદર હશે કે માત્ર સેન્સર અંદર હશે.
હવામાનશાસ્ત્રમાં તેમની રુચિને કારણે, [કાર્લ] એ હવામાન મથક બનાવ્યું. આમાંનું સૌથી નવું અલ્ટ્રાસોનિક વિન્ડ સેન્સર છે, જે પવનની ગતિ નક્કી કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક પલ્સનો ઉડ્ડયન સમયનો ઉપયોગ કરે છે.
કાર્લાનું સેન્સર પવનની ગતિ શોધવા માટે ચાર અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સડ્યુસર્સનો ઉપયોગ કરે છે, ઉત્તર, દક્ષિણ, પૂર્વ અને પશ્ચિમ દિશા તરફ.અલ્ટ્રાસોનિક પલ્સને રૂમમાં સેન્સર વચ્ચે મુસાફરી કરવામાં જે સમય લાગે છે તેનું માપન કરીને અને ક્ષેત્રના માપને બાદ કરીને, અમે દરેક અક્ષ માટે ફ્લાઇટનો સમય અને તેથી પવનની ગતિ મેળવીએ છીએ.
આ એક અદભૂત વિગતવાર ડિઝાઇન રિપોર્ટ સાથે એન્જિનિયરિંગ સોલ્યુશન્સનું પ્રભાવશાળી પ્રદર્શન છે.