Stasiun cuaca minangka proyek populer kanggo eksperimen karo macem-macem sensor lingkungan, lan anemometer cangkir sing prasaja lan baling-baling cuaca biasane dipilih kanggo nemtokake kacepetan lan arah angin.Kanggo QingStation Jianjia Ma, dheweke mutusake nggawe sensor angin sing beda: anemometer ultrasonik.
Anemometer ultrasonik ora duwe bagean sing obah, nanging trade-off nambah kerumitan elektronik sing signifikan.Padha bisa kanthi ngukur wektu sing dibutuhake kanggo pulsa swara ultrasonik kanggo nggambarake menyang panrima ing kadohan dikenal.Arah angin bisa diitung kanthi maca kacepetan saka rong pasang sensor ultrasonik sing jejeg lan nggunakake trigonometri prasaja.Operasi sing tepat saka anemometer ultrasonik mbutuhake desain ati-ati saka amplifier analog ing mburi nampa lan pangolahan sinyal ekstensif kanggo extract sinyal bener saka gema secondary, panyebaran multipath, lan kabeh gangguan sing disebabake dening lingkungan.Desain lan prosedur eksperimen didokumentasikake kanthi apik.Amarga [Jianjia] ora bisa nggunakake trowongan angin kanggo nguji lan kalibrasi, dheweke sementara masang anemometer ing atap mobil lan lunga.Nilai asil sebanding karo kacepetan GPS mobil, nanging rada luwih dhuwur.Iki bisa uga amarga kesalahan pitungan utawa faktor eksternal kayata angin utawa gangguan aliran udara saka kendaraan tes utawa lalu lintas dalan liyane.
Sensor liyane kalebu sensor udan optik, sensor cahya, sensor cahya lan BME280 kanggo ngukur tekanan udara, kelembapan lan suhu.Jianjia ngrancang nggunakake QingStation ing prau otonom, mula dheweke uga nambahake IMU, kompas, GPS, lan mikropon kanggo swara sekitar.
Thanks kanggo kemajuan ing sensor, elektronik, lan teknologi prototyping, mbangun stasiun cuaca pribadi luwih gampang tinimbang sadurunge.Kasedhiyan modul jaringan murah ngidini kita mesthekake yen piranti IoT iki bisa ngirim informasi menyang basis data umum, nyedhiyakake data cuaca sing relevan kanggo komunitas lokal ing lingkungane.
Manolis Nikiforakis nyoba mbangun Piramida Cuaca, piranti pangukuran cuaca otonom kabeh sing solid, tanpa pangopènan, energi lan komunikasi sing dirancang kanggo panyebaran skala gedhe.Biasane, stasiun cuaca dilengkapi sensor sing ngukur suhu, tekanan, kelembapan, kecepatan angin lan udan.Nalika umume paramèter kasebut bisa diukur nganggo sensor solid-state, nemtokake kacepetan angin, arah, lan udan biasane mbutuhake sawetara piranti elektromekanis.
Desain sensor kasebut rumit lan tantangan.Nalika ngrancang penyebaran gedhe, sampeyan uga kudu mesthekake yen biaya-efektif, gampang diinstal, lan ora mbutuhake pangopènan sing kerep.Ngilangi kabeh masalah kasebut bisa nyebabake pambangunan stasiun cuaca sing luwih dipercaya lan luwih murah, sing banjur bisa dipasang kanthi akeh ing wilayah sing adoh.
Manolis duwe sawetara gagasan babagan carane ngatasi masalah kasebut.Dheweke ngrancang njupuk kacepetan lan arah angin saka akselerometer, giroskop lan kompas ing unit sensor inersia (IMU) (mbokmenawa MPU-9150).Rencanane kanggo nglacak gerakan sensor IMU nalika ngayun kanthi bebas ing kabel, kaya pendulum.Dheweke wis nindakake sawetara petungan ing serbet lan katon yakin yen bakal menehi asil sing dibutuhake nalika nyoba prototipe.Sensasi curah udan bakal ditindakake nggunakake sensor kapasitif nggunakake sensor khusus kayata MPR121 utawa fungsi tutul sing dibangun ing ESP32.Desain lan lokasi trek elektroda penting banget kanggo pangukuran presipitasi sing bener kanthi ndeteksi tetesan udan.Distribusi ukuran, wangun lan bobot omah sing dipasang sensor uga kritis amarga mengaruhi jangkauan, resolusi lan akurasi instrumen kasebut.Manolis nggarap sawetara gagasan desain sing arep dicoba sadurunge mutusake apa kabeh stasiun cuaca bakal ana ing njero omah sing puteran utawa mung sensor ing njero.
Amarga kasengsem ing meteorologi, [Karl] mbangun stasiun cuaca. Sing paling anyar yaiku sensor angin ultrasonik, sing nggunakake wektu penerbangan pulsa ultrasonik kanggo nemtokake kacepetan angin.
Sensor Carla nggunakake papat transduser ultrasonik, berorientasi lor, kidul, wetan lan kulon, kanggo ndeteksi kacepetan angin.Kanthi ngukur wektu sing dibutuhake kanggo pulsa ultrasonik kanggo lelungan antarane sensor ing kamar lan nyuda ukuran lapangan, kita entuk wektu penerbangan kanggo saben sumbu lan mulane kacepetan angin.
Iki minangka demonstrasi solusi teknik sing nyengsemake, diiringi laporan desain sing rinci banget.
Wektu kirim: Apr-19-2024