അൾട്രാസോണിക് അനീമോമീറ്റർ

വിവിധ പാരിസ്ഥിതിക സെൻസറുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ജനപ്രിയ പദ്ധതിയാണ് കാലാവസ്ഥാ സ്റ്റേഷനുകൾ, കാറ്റിൻ്റെ വേഗതയും ദിശയും നിർണ്ണയിക്കാൻ സാധാരണയായി ഒരു കപ്പ് അനിമോമീറ്ററും കാലാവസ്ഥാ വാനുമാണ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്.ജിയാൻജിയ മായുടെ ക്വിംഗ്‌സ്റ്റേഷനുവേണ്ടി, മറ്റൊരു തരം കാറ്റ് സെൻസർ നിർമ്മിക്കാൻ അദ്ദേഹം തീരുമാനിച്ചു: ഒരു അൾട്രാസോണിക് അനെമോമീറ്റർ.
അൾട്രാസോണിക് അനെമോമീറ്ററുകൾക്ക് ചലിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളില്ല, എന്നാൽ ഇലക്ട്രോണിക് സങ്കീർണ്ണതയുടെ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവാണ് ട്രേഡ് ഓഫ്.ഒരു അൾട്രാസോണിക് ശബ്ദ പൾസ് അറിയാവുന്ന ദൂരത്തുള്ള ഒരു റിസീവറിലേക്ക് പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിന് എടുക്കുന്ന സമയം അളക്കുന്നതിലൂടെയാണ് അവ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.പരസ്പരം ലംബമായി രണ്ട് ജോഡി അൾട്രാസോണിക് സെൻസറുകളിൽ നിന്ന് സ്പീഡ് റീഡിംഗുകൾ എടുത്ത് ലളിതമായ ത്രികോണമിതി ഉപയോഗിച്ച് കാറ്റിൻ്റെ ദിശ കണക്കാക്കാം.ഒരു അൾട്രാസോണിക് അനീമോമീറ്ററിൻ്റെ ശരിയായ പ്രവർത്തനത്തിന്, സ്വീകരിക്കുന്ന അറ്റത്ത് അനലോഗ് ആംപ്ലിഫയറിൻ്റെ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വമായ രൂപകൽപ്പനയും ദ്വിതീയ പ്രതിധ്വനികളിൽ നിന്നും, മൾട്ടിപാത്ത് പ്രചരണത്തിൽ നിന്നും, പരിസ്ഥിതി മൂലമുണ്ടാകുന്ന എല്ലാ ശബ്ദങ്ങളിൽ നിന്നും ശരിയായ സിഗ്നൽ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിന് വിപുലമായ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗും ആവശ്യമാണ്.രൂപകൽപ്പനയും പരീക്ഷണാത്മക നടപടിക്രമങ്ങളും നന്നായി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.പരിശോധനയ്ക്കും കാലിബ്രേഷനും കാറ്റ് ടണൽ ഉപയോഗിക്കാൻ [ജിയാൻജിയ] കഴിയാതിരുന്നതിനാൽ, കാറിൻ്റെ മേൽക്കൂരയിൽ താൽക്കാലികമായി അനെമോമീറ്റർ സ്ഥാപിച്ച് അദ്ദേഹം പോയി.തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന മൂല്യം കാറിൻ്റെ GPS വേഗതയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണ്, എന്നാൽ അൽപ്പം കൂടുതലാണ്.ഇത് കണക്കുകൂട്ടൽ പിശകുകളോ അല്ലെങ്കിൽ ടെസ്റ്റ് വാഹനത്തിൽ നിന്നോ മറ്റ് റോഡ് ട്രാഫിക്കിൽ നിന്നോ ഉള്ള കാറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ എയർ ഫ്ലോ അസ്വസ്ഥതകൾ പോലുള്ള ബാഹ്യ ഘടകങ്ങൾ മൂലമാകാം.
മറ്റ് സെൻസറുകളിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ റെയിൻ സെൻസറുകൾ, ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ, ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ, വായു മർദ്ദം, ഈർപ്പം, താപനില എന്നിവ അളക്കുന്നതിനുള്ള BME280 എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.ഒരു സ്വയംഭരണ ബോട്ടിൽ ക്വിംഗ്‌സ്റ്റേഷൻ ഉപയോഗിക്കാൻ ജിയാൻജിയ പദ്ധതിയിടുന്നു, അതിനാൽ ആംബിയൻ്റ് ശബ്ദത്തിനായി അദ്ദേഹം ഒരു IMU, കോമ്പസ്, GPS, മൈക്രോഫോൺ എന്നിവയും ചേർത്തു.
സെൻസറുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗ് ടെക്നോളജി എന്നിവയിലെ പുരോഗതിക്ക് നന്ദി, ഒരു വ്യക്തിഗത കാലാവസ്ഥാ സ്റ്റേഷൻ നിർമ്മിക്കുന്നത് എന്നത്തേക്കാളും എളുപ്പമാണ്.കുറഞ്ഞ നിരക്കിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് മൊഡ്യൂളുകളുടെ ലഭ്യത, ഈ IoT ഉപകരണങ്ങൾക്ക് അവരുടെ വിവരങ്ങൾ പൊതു ഡാറ്റാബേസുകളിലേക്ക് കൈമാറാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു, പ്രാദേശിക കമ്മ്യൂണിറ്റികൾക്ക് അവരുടെ ചുറ്റുപാടുകളിൽ പ്രസക്തമായ കാലാവസ്ഥാ ഡാറ്റ നൽകുന്നു.
Manolis Nikiforakis ഒരു കാലാവസ്ഥാ പിരമിഡ് നിർമ്മിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു, ഒരു സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ്, മെയിൻ്റനൻസ്-ഫ്രീ, എനർജി, കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്-ഓട്ടോണമസ് കാലാവസ്ഥ അളക്കൽ ഉപകരണമാണ് വലിയ തോതിലുള്ള വിന്യാസത്തിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.സാധാരണയായി, കാലാവസ്ഥാ സ്റ്റേഷനുകളിൽ താപനില, മർദ്ദം, ഈർപ്പം, കാറ്റിൻ്റെ വേഗത, മഴ എന്നിവ അളക്കുന്ന സെൻസറുകൾ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.ഈ പരാമീറ്ററുകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, കാറ്റിൻ്റെ വേഗത, ദിശ, മഴ എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കുന്നതിന് സാധാരണയായി ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള ഇലക്ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ ഉപകരണം ആവശ്യമാണ്.
അത്തരം സെൻസറുകളുടെ രൂപകൽപ്പന സങ്കീർണ്ണവും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതുമാണ്.വലിയ വിന്യാസങ്ങൾ ആസൂത്രണം ചെയ്യുമ്പോൾ, അവ ചെലവ് കുറഞ്ഞതും ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ എളുപ്പമുള്ളതും ഇടയ്ക്കിടെ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ ആവശ്യമില്ലാത്തതും ആണെന്ന് നിങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കേണ്ടതുണ്ട്.ഈ പ്രശ്നങ്ങളെല്ലാം ഇല്ലാതാക്കുന്നത് കൂടുതൽ വിശ്വസനീയവും ചെലവുകുറഞ്ഞതുമായ കാലാവസ്ഥാ സ്റ്റേഷനുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം, അത് പിന്നീട് വിദൂര പ്രദേശങ്ങളിൽ വലിയ അളവിൽ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും.
ഈ പ്രശ്‌നങ്ങൾ എങ്ങനെ പരിഹരിക്കാമെന്ന് മനോളിസിന് ചില ആശയങ്ങളുണ്ട്.ആക്സിലറോമീറ്റർ, ഗൈറോസ്കോപ്പ്, കോമ്പസ് എന്നിവയിൽ നിന്ന് കാറ്റിൻ്റെ വേഗതയും ദിശയും ഒരു ഇനർഷ്യൽ സെൻസർ യൂണിറ്റിൽ (IMU) (ഒരുപക്ഷേ ഒരു MPU-9150) പിടിച്ചെടുക്കാൻ അദ്ദേഹം പദ്ധതിയിടുന്നു.ഒരു പെൻഡുലം പോലെ ഒരു കേബിളിൽ സ്വതന്ത്രമായി ചലിക്കുന്ന ഐഎംയു സെൻസറിൻ്റെ ചലനം ട്രാക്കുചെയ്യാനാണ് പദ്ധതി.ഒരു തൂവാലയിൽ അദ്ദേഹം ചില കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തി, പ്രോട്ടോടൈപ്പ് പരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ അവ തനിക്ക് ആവശ്യമായ ഫലങ്ങൾ നൽകുമെന്ന് ആത്മവിശ്വാസമുണ്ട്.MPR121 അല്ലെങ്കിൽ ESP32-ലെ ബിൽറ്റ്-ഇൻ ടച്ച് ഫംഗ്‌ഷൻ പോലുള്ള സമർപ്പിത സെൻസർ ഉപയോഗിച്ച് കപ്പാസിറ്റീവ് സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് മഴയുടെ സെൻസിംഗ് നടത്തുന്നത്.മഴത്തുള്ളികൾ കണ്ടെത്തി ശരിയായ മഴ അളക്കുന്നതിന് ഇലക്ട്രോഡ് ട്രാക്കുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയും സ്ഥാനവും വളരെ പ്രധാനമാണ്.സെൻസർ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഭവനത്തിൻ്റെ വലിപ്പം, ആകൃതി, ഭാരം എന്നിവ ഉപകരണത്തിൻ്റെ വ്യാപ്തി, റെസല്യൂഷൻ, കൃത്യത എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്നതിനാൽ അവ നിർണായകമാണ്.മുഴുവൻ കാലാവസ്ഥാ കേന്ദ്രവും കറങ്ങുന്ന ഭവനത്തിനുള്ളിലാണോ അതോ ഉള്ളിലെ സെൻസറുകൾ മാത്രമാണോ എന്ന് തീരുമാനിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് പരീക്ഷിക്കാൻ ഉദ്ദേശിക്കുന്ന നിരവധി ഡിസൈൻ ആശയങ്ങളിൽ മനോലിസ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രത്തിലുള്ള അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ താൽപ്പര്യം കാരണം, [കാൾ] ഒരു കാലാവസ്ഥാ സ്റ്റേഷൻ നിർമ്മിച്ചു. ഇതിൽ ഏറ്റവും പുതിയത് അൾട്രാസോണിക് വിൻഡ് സെൻസറാണ്, ഇത് കാറ്റിൻ്റെ വേഗത നിർണ്ണയിക്കാൻ അൾട്രാസോണിക് പൾസുകളുടെ ഫ്ലൈറ്റ് സമയം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
കാറ്റിൻ്റെ വേഗത കണ്ടെത്തുന്നതിന് കാർലയുടെ സെൻസർ നാല് അൾട്രാസോണിക് ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, വടക്ക്, തെക്ക്, കിഴക്ക്, പടിഞ്ഞാറ് ദിശകളിലേക്ക്.ഒരു മുറിയിലെ സെൻസറുകൾക്കിടയിൽ ഒരു അൾട്രാസോണിക് പൾസ് സഞ്ചരിക്കാൻ എടുക്കുന്ന സമയം അളക്കുന്നതിലൂടെയും ഫീൽഡ് അളവുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും, ഓരോ അക്ഷത്തിനും പറക്കുന്ന സമയവും അതിനാൽ കാറ്റിൻ്റെ വേഗതയും നമുക്ക് ലഭിക്കും.
എഞ്ചിനീയറിംഗ് സൊല്യൂഷനുകളുടെ ശ്രദ്ധേയമായ ഒരു പ്രദർശനമാണിത്, ഒപ്പം അതിശയകരമായ വിശദമായ ഡിസൈൻ റിപ്പോർട്ടും.