• zaglavlje_stranice_Bg

Ultrazvučni anemometar

Meteorološke stanice su popularan projekat za eksperimentisanje sa raznim senzorima za okolinu, a jednostavan anemometar u obliku čaše i vjetrokaz se obično biraju za određivanje brzine i smjera vjetra. Za Jianjia Maovu QingStation, odlučio je da izgradi drugačiju vrstu senzora vjetra: ultrazvučni anemometar.
Ultrazvučni anemometri nemaju pokretnih dijelova, ali kompromis je značajno povećanje elektronske složenosti. Oni rade mjerenjem vremena potrebnog da se ultrazvučni impuls reflektuje do prijemnika na poznatoj udaljenosti. Smjer vjetra može se izračunati očitavanjem brzine sa dva para ultrazvučnih senzora okomitih jedan na drugi i korištenjem jednostavne trigonometrije. Ispravan rad ultrazvučnog anemometra zahtijeva pažljivo projektovanje analognog pojačala na prijemnom kraju i opsežnu obradu signala kako bi se izvukao ispravan signal iz sekundarnih odjeka, višestrukog širenja i sve buke uzrokovane okolinom. Dizajn i eksperimentalni postupci su dobro dokumentovani. Budući da [Jianjia] nije mogao koristiti aerotunel za testiranje i kalibraciju, privremeno je instalirao anemometar na krov svog automobila i otišao. Rezultirajuća vrijednost je proporcionalna GPS brzini automobila, ali nešto veća. To može biti zbog grešaka u proračunu ili vanjskih faktora kao što su poremećaji vjetra ili strujanja zraka iz testnog vozila ili drugog saobraćaja na cesti.
Ostali senzori uključuju optičke senzore za kišu, svjetlosne senzore, senzore svjetlosti i BME280 za mjerenje pritiska zraka, vlažnosti i temperature. Jianjia planira koristiti QingStation na autonomnom brodu, pa je dodao i IMU, kompas, GPS i mikrofon za ambijentalni zvuk.
Zahvaljujući napretku u senzorima, elektronici i tehnologiji izrade prototipova, izgradnja lične meteorološke stanice je lakša nego ikad. Dostupnost jeftinih mrežnih modula omogućava nam da osiguramo da ovi IoT uređaji mogu prenositi svoje informacije u javne baze podataka, pružajući lokalnim zajednicama relevantne vremenske podatke u njihovom okruženju.
Manolis Nikiforakis pokušava izgraditi Vremensku piramidu, potpuno čvrsti, energetski i komunikacijski autonomni uređaj za mjerenje vremena, dizajniran za primjenu u velikim razmjerima. Tipično, meteorološke stanice su opremljene senzorima koji mjere temperaturu, pritisak, vlažnost, brzinu vjetra i padavine. Dok se većina ovih parametara može mjeriti pomoću čvrstih senzora, određivanje brzine vjetra, smjera i padavina obično zahtijeva neki oblik elektromehaničkog uređaja.
Dizajn takvih senzora je složen i izazovan. Prilikom planiranja velikih instalacija, također je potrebno osigurati da su isplativi, jednostavni za instalaciju i da ne zahtijevaju često održavanje. Uklanjanje svih ovih problema moglo bi dovesti do izgradnje pouzdanijih i jeftinijih meteoroloških stanica, koje bi se zatim mogle instalirati u velikom broju u udaljenim područjima.
Manolis ima neke ideje o tome kako riješiti ove probleme. Planira snimati brzinu i smjer vjetra pomoću akcelerometra, žiroskopa i kompasa u inercijalnoj senzorskoj jedinici (IMU) (vjerovatno MPU-9150). Plan je pratiti kretanje IMU senzora dok se slobodno njiše na kablu, poput klatna. Izvršio je neke proračune na salveti i čini se uvjerenim da će dati rezultate koji su mu potrebni prilikom testiranja prototipa. Detekcija padavina će se vršiti pomoću kapacitivnih senzora koristeći namjenski senzor kao što je MPR121 ili ugrađenu funkciju dodira u ESP32. Dizajn i lokacija staza elektroda su vrlo važni za ispravno mjerenje padavina detekcijom kapi kiše. Veličina, oblik i raspodjela težine kućišta u kojem je senzor montiran također su ključni jer utiču na domet, rezoluciju i tačnost instrumenta. Manolis radi na nekoliko ideja za dizajn koje planira isprobati prije nego što odluči hoće li cijela meteorološka stanica biti unutar rotirajućeg kućišta ili samo senzori unutra.
Zbog svog interesa za meteorologiju, [Karl] je izgradio meteorološku stanicu. Najnoviji od njih je ultrazvučni senzor vjetra, koji koristi vrijeme leta ultrazvučnih impulsa za određivanje brzine vjetra.
Carlin senzor koristi četiri ultrazvučna pretvarača, orijentisana prema sjeveru, jugu, istoku i zapadu, za detekciju brzine vjetra. Mjerenjem vremena potrebnog da ultrazvučni impuls putuje između senzora u prostoriji i oduzimanjem mjerenja polja, dobijamo vrijeme leta za svaku osu, a time i brzinu vjetra.
Ovo je impresivna demonstracija inženjerskih rješenja, uz zapanjujuće detaljan izvještaj o dizajnu.

https://www.alibaba.com/product-detail/Data-Logger-Output-RS485-RS232-SDI12_1600912557076.html?spm=a2747.product_manager.0.0.24f871d21ITqtB 6


Vrijeme objave: 19. april 2024.