Ultrasone anemometer

Wetterstasjons binne in populêr projekt foar eksperimintearjen mei ferskate miljeusensors, en in ienfâldige beker-anemometer en waarfan wurde meastentiids keazen om wynsnelheid en rjochting te bepalen.Foar it QingStation fan Jianjia Ma besleat hy in oar type wynsensor te bouwen: in ultrasone anemometer.
Ultrasone anemometers hawwe gjin bewegende dielen, mar de ôfwikseling is in signifikante ferheging fan elektroanyske kompleksiteit.Se wurkje troch de tiid te mjitten dy't nedich is foar in ultrasone lûdpuls om te reflektearjen nei in ûntfanger op in bekende ôfstân.Wynrjochting kin berekkene wurde troch it nimmen fan snelheidslêzingen fan twa pearen fan ultrasone sensors loodrecht op elkoar en mei ienfâldige trigonometry.Goede operaasje fan in ultrasone anemometer fereasket in soarchfâldich ûntwerp fan 'e analoge fersterker oan' e ûntfangende ein en wiidweidige sinjaalferwurking om it juste sinjaal te ekstrahearjen fan sekundêre echo's, multipath-propagaasje, en alle lûd feroarsake troch de omjouwing.It ûntwerp en eksperimintele prosedueres binne goed dokumintearre.Om't [Jianjia] de wyntunnel net koe brûke foar testen en kalibraasje, sette hy de anemometer tydlik op it dak fan syn auto en gie fuort.De resultearjende wearde is evenredich mei de GPS-snelheid fan 'e auto, mar wat heger.Dit kin komme troch berekkeningsflaters of eksterne faktoaren lykas wyn- of luchtstreamfersteuringen fan it testauto of oar ferkearsferkear.
Oare sensoren omfetsje optyske reinsensors, ljochtsensors, ljochtsensors en BME280 foar it mjitten fan luchtdruk, vochtigheid en temperatuer.Jianjia is fan plan om it QingStation op in autonome boat te brûken, sadat hy ek in IMU, kompas, GPS en mikrofoan tafoege foar ambient lûd.
Mei tank oan foarútgong yn sensoren, elektroanika en prototypingtechnology is it bouwen fan in persoanlik waarstasjon makliker dan ea.De beskikberens fan goedkeape netwurkmodules lit ús soargje dat dizze IoT-apparaten har ynformaasje kinne oerbringe nei publike databases, wêrtroch lokale mienskippen relevante waargegevens yn har omjouwing leverje.
Manolis Nikiforakis besiket in Wetterpiramide te bouwen, in all-solid-state, ûnderhâldsfrij, enerzjy- en kommunikaasje-autonome waarmjittingsapparaat ûntworpen foar grutskalige ynset.Typysk binne waarstasjons foarsjoen fan sensoren dy't temperatuer, druk, fochtigens, wynsnelheid en delslach mjitte.Wylst de measte fan dizze parameters kinne wurde mjitten mei solid-state sensors, it bepalen fan wynsnelheid, rjochting en delslach fereasket typysk ien of oare foarm fan elektromeganysk apparaat.
It ûntwerp fan sokke sensoren is kompleks en útdaagjend.By it plannen fan grutte ynset, moatte jo ek soargje dat se kosten-effektyf binne, maklik te ynstallearjen en net faak ûnderhâld nedich binne.It eliminearjen fan al dizze problemen kin liede ta de bou fan betrouberere en minder djoere waarstasjons, dy't dan yn grutte oantallen yn ôflizzende gebieten ynstallearre wurde kinne.
Manolis hat wat ideeën oer hoe't jo dizze problemen oplosse kinne.Hy is fan plan om wynsnelheid en rjochting te fangen fan 'e accelerometer, gyroskoop en kompas yn in inertial sensor-ienheid (IMU) (wierskynlik in MPU-9150).It plan is om de beweging fan 'e IMU-sensor te folgjen as it frij swingt op in kabel, lykas in slinger.Hy hat wat berekkeningen dien op in servet en liket der wis fan dat se de resultaten sille jaan dy't hy nedich is by it testen fan it prototype.Reinfallsensing sil wurde dien mei kapasitive sensoren mei in tawijd sensor lykas de MPR121 as de ynboude touchfunksje yn 'e ESP32.It ûntwerp en de lokaasje fan de elektrodesspoaren binne tige wichtich foar juste delslachmjitting troch it opspoaren fan reindruppels.De grutte, foarm en gewicht ferdieling fan 'e húsfesting dêr't de sensor is monteard binne ek kritysk as se beynfloedzje it berik, resolúsje en krektens fan it ynstrumint.Manolis wurket oan ferskate ûntwerpideeën dy't hy fan plan is te besykjen foardat hy beslút oft it heule waarstasjon yn 'e draaiende húsfesting sil wêze of allinich de sensoren deryn.
Fanwegen syn belangstelling foar meteorology boude [Karl] in waarstasjon. De nijste dêrfan is de ultrasone wynsensor, dy't de flechttiid fan ultrasone pulsen brûkt om wynsnelheid te bepalen.
De sensor fan Carla brûkt fjouwer ultrasone transducers, oriïntearre noard, súd, east en west, om wynsnelheid te detektearjen.Troch it mjitten fan de tiid dy't it duorret foar in ultrasone puls om te reizgjen tusken de sensoren yn in keamer en it subtraktearjen fan de fjildmjittingen, krije wy de tiid fan flecht foar elke as en dus de wynsnelheid.
Dit is in yndrukwekkende demonstraasje fan technykoplossingen, begelaat troch in prachtich detaillearre ûntwerprapport.