অতিস্বনক অ্যানিমোমিটার

বিভিন্ন পরিবেশগত সেন্সর নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য আবহাওয়া স্টেশনগুলি একটি জনপ্রিয় প্রকল্প এবং বাতাসের গতি এবং দিক নির্ধারণের জন্য সাধারণত একটি সাধারণ কাপ অ্যানিমোমিটার এবং আবহাওয়া ভ্যান বেছে নেওয়া হয়। জিয়ানজিয়া মা-এর কিংস্টেশনের জন্য, তিনি একটি ভিন্ন ধরণের বায়ু সেন্সর তৈরি করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন: একটি অতিস্বনক অ্যানিমোমিটার।
অতিস্বনক অ্যানিমোমিটারের কোনও চলমান অংশ থাকে না, তবে লেনদেন ইলেকট্রনিক জটিলতার একটি উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি। তারা একটি পরিচিত দূরত্বে একটি রিসিভারে একটি অতিস্বনক শব্দ পালস প্রতিফলিত হতে যে সময় নেয় তা পরিমাপ করে কাজ করে। একে অপরের লম্ব দুটি অতিস্বনক সেন্সর থেকে গতি রিডিং নিয়ে এবং সহজ ত্রিকোণমিতি ব্যবহার করে বাতাসের দিক গণনা করা যেতে পারে। অতিস্বনক অ্যানিমোমিটারের সঠিক পরিচালনার জন্য গ্রহণকারী প্রান্তে অ্যানালগ অ্যামপ্লিফায়ারের যত্নশীল নকশা এবং গৌণ প্রতিধ্বনি, বহুমুখী প্রচার এবং পরিবেশের কারণে সৃষ্ট সমস্ত শব্দ থেকে সঠিক সংকেত বের করার জন্য বিস্তৃত সংকেত প্রক্রিয়াকরণ প্রয়োজন। নকশা এবং পরীক্ষামূলক পদ্ধতিগুলি ভালভাবে নথিভুক্ত। যেহেতু [জিয়ানজিয়া] পরীক্ষা এবং ক্রমাঙ্কনের জন্য বায়ু সুড়ঙ্গ ব্যবহার করতে অক্ষম ছিলেন, তাই তিনি অস্থায়ীভাবে তার গাড়ির ছাদে অ্যানিমোমিটারটি স্থাপন করেছিলেন এবং চলে গিয়েছিলেন। ফলস্বরূপ মান গাড়ির জিপিএস গতির সমানুপাতিক, তবে কিছুটা বেশি। এটি গণনার ত্রুটি বা পরীক্ষার যানবাহন বা অন্যান্য সড়ক ট্র্যাফিক থেকে বাতাস বা বায়ুপ্রবাহের ব্যাঘাতের মতো বাহ্যিক কারণগুলির কারণে হতে পারে।
অন্যান্য সেন্সরগুলির মধ্যে রয়েছে অপটিক্যাল রেইন সেন্সর, লাইট সেন্সর, লাইট সেন্সর এবং বায়ুচাপ, আর্দ্রতা এবং তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য BME280। জিয়ানজিয়া একটি স্বায়ত্তশাসিত নৌকায় কিংস্টেশন ব্যবহার করার পরিকল্পনা করেছেন, তাই তিনি পরিবেষ্টিত শব্দের জন্য একটি IMU, কম্পাস, GPS এবং মাইক্রোফোনও যুক্ত করেছেন।
সেন্সর, ইলেকট্রনিক্স এবং প্রোটোটাইপিং প্রযুক্তির অগ্রগতির জন্য ধন্যবাদ, একটি ব্যক্তিগত আবহাওয়া স্টেশন তৈরি করা আগের চেয়ে সহজ। কম খরচের নেটওয়ার্ক মডিউলের প্রাপ্যতা আমাদের নিশ্চিত করতে সাহায্য করে যে এই IoT ডিভাইসগুলি তাদের তথ্য পাবলিক ডাটাবেসে প্রেরণ করতে পারে, স্থানীয় সম্প্রদায়গুলিকে তাদের আশেপাশের প্রাসঙ্গিক আবহাওয়ার তথ্য সরবরাহ করতে পারে।
ম্যানোলিস নিকিফোরাকিস একটি আবহাওয়া পিরামিড তৈরির চেষ্টা করছেন, যা সম্পূর্ণ কঠিন অবস্থায়, রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত, শক্তি- এবং যোগাযোগ-স্বায়ত্তশাসিত আবহাওয়া পরিমাপ যন্ত্র যা বৃহৎ পরিসরে স্থাপনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সাধারণত, আবহাওয়া স্টেশনগুলিতে সেন্সর থাকে যা তাপমাত্রা, চাপ, আর্দ্রতা, বাতাসের গতি এবং বৃষ্টিপাত পরিমাপ করে। যদিও এই পরামিতিগুলির বেশিরভাগই কঠিন অবস্থা সেন্সর ব্যবহার করে পরিমাপ করা যেতে পারে, বাতাসের গতি, দিক এবং বৃষ্টিপাত নির্ধারণের জন্য সাধারণত কিছু ধরণের ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল ডিভাইসের প্রয়োজন হয়।
এই ধরনের সেন্সরের নকশা জটিল এবং চ্যালেঞ্জিং। বৃহৎ স্থাপনার পরিকল্পনা করার সময়, আপনাকে নিশ্চিত করতে হবে যে সেগুলি সাশ্রয়ী, ইনস্টল করা সহজ এবং ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না। এই সমস্ত সমস্যা দূর করার মাধ্যমে আরও নির্ভরযোগ্য এবং কম ব্যয়বহুল আবহাওয়া স্টেশন তৈরি করা যেতে পারে, যা পরবর্তীতে প্রত্যন্ত অঞ্চলে প্রচুর পরিমাণে ইনস্টল করা যেতে পারে।
এই সমস্যাগুলি সমাধানের জন্য ম্যানোলিসের কিছু ধারণা আছে। তিনি একটি ইনর্শিয়াল সেন্সর ইউনিট (IMU) (সম্ভবত একটি MPU-9150) ব্যবহার করে অ্যাক্সিলোমিটার, জাইরোস্কোপ এবং কম্পাস থেকে বাতাসের গতি এবং দিক ক্যাপচার করার পরিকল্পনা করেছেন। পরিকল্পনাটি হল IMU সেন্সরের গতিবিধি ট্র্যাক করা যখন এটি একটি তারের উপর অবাধে দোল খায়, যেমন একটি পেন্ডুলাম। তিনি একটি ন্যাপকিনে কিছু গণনা করেছেন এবং আত্মবিশ্বাসী যে প্রোটোটাইপ পরীক্ষা করার সময় তারা তার প্রয়োজনীয় ফলাফল দেবে। MPR121 এর মতো একটি ডেডিকেটেড সেন্সর বা ESP32-তে বিল্ট-ইন টাচ ফাংশন ব্যবহার করে ক্যাপাসিটিভ সেন্সর ব্যবহার করে বৃষ্টিপাত সংবেদন করা হবে। বৃষ্টির ফোঁটা সনাক্ত করে সঠিক বৃষ্টিপাত পরিমাপের জন্য ইলেকট্রোড ট্র্যাকের নকশা এবং অবস্থান খুবই গুরুত্বপূর্ণ। সেন্সরটি যে আবাসনে মাউন্ট করা হয়েছে তার আকার, আকৃতি এবং ওজন বন্টনও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি যন্ত্রের পরিসর, রেজোলিউশন এবং নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে। ম্যানোলিস বেশ কয়েকটি নকশা ধারণা নিয়ে কাজ করছেন যা তিনি সিদ্ধান্ত নেওয়ার আগে চেষ্টা করার পরিকল্পনা করছেন যে পুরো আবহাওয়া স্টেশনটি ঘূর্ণায়মান আবাসনের ভিতরে থাকবে নাকি কেবল ভিতরে সেন্সর থাকবে।
আবহাওয়াবিদ্যায় আগ্রহের কারণে, [কার্ল] একটি আবহাওয়া স্টেশন তৈরি করেন। এর মধ্যে নতুনটি হল অতিস্বনক বায়ু সেন্সর, যা বাতাসের গতি নির্ধারণের জন্য অতিস্বনক পালসের উড্ডয়নের সময় ব্যবহার করে।
কার্লার সেন্সরটি বাতাসের গতি সনাক্ত করতে চারটি অতিস্বনক ট্রান্সডিউসার ব্যবহার করে, যা উত্তর, দক্ষিণ, পূর্ব এবং পশ্চিম দিকে অবস্থিত। একটি ঘরে সেন্সরগুলির মধ্যে একটি অতিস্বনক পালস ভ্রমণ করতে যে সময় লাগে তা পরিমাপ করে এবং ক্ষেত্রের পরিমাপ বিয়োগ করে, আমরা প্রতিটি অক্ষের জন্য উড়ানের সময় এবং সেইজন্য বাতাসের গতি পাই।
এটি ইঞ্জিনিয়ারিং সমাধানের একটি চিত্তাকর্ষক প্রদর্শনী, যার সাথে একটি অত্যাশ্চর্য বিস্তারিত নকশা প্রতিবেদন রয়েছে।