অতিস্বনক অ্যানিমোমিটার

আবহাওয়া স্টেশনগুলি বিভিন্ন পরিবেশগত সেন্সরগুলির সাথে পরীক্ষা করার জন্য একটি জনপ্রিয় প্রকল্প, এবং একটি সাধারণ কাপ অ্যানিমোমিটার এবং আবহাওয়ার ভ্যান সাধারণত বাতাসের গতি এবং দিক নির্ধারণ করতে বেছে নেওয়া হয়।জিয়ানজিয়া মা'র কিংস্টেশনের জন্য, তিনি একটি ভিন্ন ধরণের বায়ু সেন্সর তৈরি করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন: একটি অতিস্বনক অ্যানিমোমিটার৷
অতিস্বনক অ্যানিমোমিটারের কোন চলমান অংশ নেই, তবে ট্রেড-অফ ইলেকট্রনিক জটিলতার একটি উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি।তারা একটি অতিস্বনক শব্দ স্পন্দন একটি পরিচিত দূরত্বে একটি রিসিভার প্রতিফলিত করার জন্য লাগে সময় পরিমাপ করে কাজ করে৷বাতাসের দিক নির্ণয় করা যেতে পারে দুই জোড়া অতিস্বনক সেন্সর থেকে একে অপরের লম্ব থেকে গতির রিডিং নিয়ে এবং সরল ত্রিকোণমিতি ব্যবহার করে।একটি অতিস্বনক অ্যানিমোমিটারের সঠিক ক্রিয়াকলাপের জন্য প্রাপ্তির প্রান্তে অ্যানালগ পরিবর্ধকের যত্নশীল নকশা এবং মাধ্যমিক প্রতিধ্বনি, মাল্টিপাথ প্রচার এবং পরিবেশের কারণে সৃষ্ট সমস্ত শব্দ থেকে সঠিক সংকেত বের করার জন্য ব্যাপক সংকেত প্রক্রিয়াকরণ প্রয়োজন।নকশা এবং পরীক্ষামূলক পদ্ধতি ভাল নথিভুক্ত করা হয়.যেহেতু [জিয়ানজিয়া] পরীক্ষা এবং ক্রমাঙ্কনের জন্য বায়ু টানেল ব্যবহার করতে অক্ষম ছিল, তাই তিনি অস্থায়ীভাবে তার গাড়ির ছাদে অ্যানিমোমিটার স্থাপন করেছিলেন এবং চলে যান।ফলস্বরূপ মানটি গাড়ির GPS গতির সমানুপাতিক, তবে কিছুটা বেশি।এটি গণনার ত্রুটি বা বাহ্যিক কারণগুলির কারণে হতে পারে যেমন পরীক্ষার যানবাহন বা অন্যান্য রাস্তার ট্র্যাফিক থেকে বাতাস বা বায়ুপ্রবাহের ব্যাঘাত।
বায়ুর চাপ, আর্দ্রতা এবং তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য অন্যান্য সেন্সরগুলির মধ্যে রয়েছে অপটিক্যাল রেইন সেন্সর, লাইট সেন্সর, লাইট সেন্সর এবং BME280।জিয়ানজিয়া একটি স্বায়ত্তশাসিত নৌকায় কিংস্টেশন ব্যবহার করার পরিকল্পনা করেছে, তাই তিনি পরিবেষ্টিত শব্দের জন্য একটি IMU, কম্পাস, GPS এবং মাইক্রোফোনও যুক্ত করেছেন।
সেন্সর, ইলেকট্রনিক্স, এবং প্রোটোটাইপিং প্রযুক্তিতে অগ্রগতির জন্য ধন্যবাদ, একটি ব্যক্তিগত আবহাওয়া স্টেশন তৈরি করা আগের চেয়ে সহজ।কম খরচে নেটওয়ার্ক মডিউলগুলির প্রাপ্যতা আমাদের নিশ্চিত করতে দেয় যে এই IoT ডিভাইসগুলি তাদের তথ্য পাবলিক ডাটাবেসে প্রেরণ করতে পারে, স্থানীয় সম্প্রদায়গুলিকে তাদের আশেপাশে প্রাসঙ্গিক আবহাওয়ার ডেটা সরবরাহ করে।
Manolis Nikiforakis একটি ওয়েদার পিরামিড তৈরি করার চেষ্টা করছে, একটি সবল-সলিড-স্টেট, রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত, শক্তি- এবং যোগাযোগ-স্বায়ত্তশাসিত আবহাওয়া পরিমাপ যন্ত্র যা বড় আকারের স্থাপনার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।সাধারণত, আবহাওয়া স্টেশনগুলি সেন্সর দিয়ে সজ্জিত থাকে যা তাপমাত্রা, চাপ, আর্দ্রতা, বাতাসের গতি এবং বৃষ্টিপাত পরিমাপ করে।যদিও এই প্যারামিটারগুলির বেশিরভাগই সলিড-স্টেট সেন্সর ব্যবহার করে পরিমাপ করা যায়, বাতাসের গতি, দিক এবং বৃষ্টিপাত নির্ধারণের জন্য সাধারণত কিছু ধরণের ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল ডিভাইসের প্রয়োজন হয়।
এই ধরনের সেন্সরগুলির নকশা জটিল এবং চ্যালেঞ্জিং।বড় স্থাপনার পরিকল্পনা করার সময়, আপনাকে নিশ্চিত করতে হবে যে সেগুলি সাশ্রয়ী, ইনস্টল করা সহজ এবং ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না।এই সমস্ত সমস্যাগুলি দূর করার ফলে আরও নির্ভরযোগ্য এবং কম ব্যয়বহুল আবহাওয়া স্টেশনগুলি তৈরি করা যেতে পারে, যেগুলি প্রত্যন্ত অঞ্চলে প্রচুর পরিমাণে ইনস্টল করা যেতে পারে।
এই সমস্যাগুলি কীভাবে সমাধান করা যায় সে সম্পর্কে মনোলিসের কিছু ধারণা রয়েছে।তিনি একটি inertial সেন্সর ইউনিট (IMU) (সম্ভবত একটি MPU-9150) অ্যাক্সিলোমিটার, জাইরোস্কোপ এবং কম্পাস থেকে বাতাসের গতি এবং দিক ক্যাপচার করার পরিকল্পনা করেছেন।পরিকল্পনাটি হল IMU সেন্সরের গতিবিধি ট্র্যাক করা কারণ এটি একটি তারের উপর অবাধে দুলছে, যেমন একটি পেন্ডুলাম।তিনি একটি ন্যাপকিনের উপর কিছু গণনা করেছেন এবং আত্মবিশ্বাসী বলে মনে হচ্ছে যে তারা প্রোটোটাইপ পরীক্ষা করার সময় তার প্রয়োজনীয় ফলাফল দেবে।একটি ডেডিকেটেড সেন্সর যেমন MPR121 বা ESP32-এ বিল্ট-ইন টাচ ফাংশন ব্যবহার করে ক্যাপাসিটিভ সেন্সর ব্যবহার করে বৃষ্টিপাত সংবেদন করা হবে।বৃষ্টির ফোঁটা সনাক্ত করে সঠিক বৃষ্টিপাত পরিমাপের জন্য ইলেক্ট্রোড ট্র্যাকের নকশা এবং অবস্থান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।সেন্সর মাউন্ট করা আবাসনের আকার, আকৃতি এবং ওজন বন্টনও গুরুত্বপূর্ণ কারণ তারা যন্ত্রের পরিসীমা, রেজোলিউশন এবং নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে।ম্যানোলিস বেশ কয়েকটি ডিজাইনের আইডিয়া নিয়ে কাজ করছেন যা তিনি সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে চেষ্টা করার পরিকল্পনা করছেন যে পুরো আবহাওয়া স্টেশনটি ঘূর্ণায়মান আবাসনের ভিতরে থাকবে নাকি ভিতরে কেবল সেন্সর থাকবে।
আবহাওয়াবিদ্যায় তার আগ্রহের কারণে, [কার্ল] একটি আবহাওয়া স্টেশন তৈরি করেছিলেন। এর মধ্যে নতুনটি হল অতিস্বনক বায়ু সেন্সর, যা বাতাসের গতি নির্ধারণ করতে অতিস্বনক স্পন্দনের ফ্লাইট সময় ব্যবহার করে।
কার্লার সেন্সর বাতাসের গতি শনাক্ত করতে চারটি অতিস্বনক ট্রান্সডুসার ব্যবহার করে, উত্তর, দক্ষিণ, পূর্ব এবং পশ্চিম দিকে।একটি কক্ষের সেন্সরগুলির মধ্যে একটি অতিস্বনক স্পন্দনের জন্য যে সময় লাগে তা পরিমাপ করে এবং ক্ষেত্রের পরিমাপ বিয়োগ করে, আমরা প্রতিটি অক্ষের জন্য ফ্লাইটের সময় এবং তাই বাতাসের গতি পাই৷
এটি একটি অত্যাশ্চর্য বিশদ নকশা প্রতিবেদন সহ প্রকৌশল সমাধানগুলির একটি চিত্তাকর্ষক প্রদর্শনী।