ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಅನಿಮೋಮೀಟರ್

ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರಗಳು ವಿವಿಧ ಪರಿಸರ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಿಸಲು ಜನಪ್ರಿಯ ಯೋಜನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಗಾಳಿಯ ವೇಗ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸರಳವಾದ ಕಪ್ ಅನಿಮೋಮೀಟರ್ ಮತ್ತು ಹವಾಮಾನ ವೇನ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಿಯಾಂಜಿಯಾ ಮಾ ಅವರ ಕ್ವಿಂಗ್‌ಸ್ಟೇಷನ್‌ಗಾಗಿ, ಅವರು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ಗಾಳಿ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ನಿರ್ಧರಿಸಿದರು: ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಅನಿಮೋಮೀಟರ್.
ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಅನಿಮೋಮೀಟರ್‌ಗಳು ಚಲಿಸುವ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಇದರ ಪರಿಣಾಮ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಹೆಚ್ಚಳವಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಧ್ವನಿ ಪಲ್ಸ್ ಒಂದು ತಿಳಿದಿರುವ ದೂರದಲ್ಲಿ ರಿಸೀವರ್‌ಗೆ ಪ್ರತಿಫಲಿಸಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಅವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಪರಸ್ಪರ ಲಂಬವಾಗಿರುವ ಎರಡು ಜೋಡಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳಿಂದ ವೇಗದ ವಾಚನಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ಸರಳ ತ್ರಿಕೋನಮಿತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಗಾಳಿಯ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಅನಿಮೋಮೀಟರ್‌ನ ಸರಿಯಾದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗೆ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಅನಲಾಗ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನ ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ದ್ವಿತೀಯ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಗಳು, ಮಲ್ಟಿಪಾತ್ ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಎಲ್ಲಾ ಶಬ್ದಗಳಿಂದ ಸರಿಯಾದ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ವ್ಯಾಪಕ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ದಾಖಲಿಸಲಾಗಿದೆ. [ಜಿಯಾಂಜಿಯಾ] ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ಮಾಪನಾಂಕ ನಿರ್ಣಯಕ್ಕಾಗಿ ಗಾಳಿ ಸುರಂಗವನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಕಾರಣ, ಅವರು ತಾತ್ಕಾಲಿಕವಾಗಿ ತಮ್ಮ ಕಾರಿನ ಛಾವಣಿಯ ಮೇಲೆ ಅನಿಮೋಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿ ಹೊರಟುಹೋದರು. ಫಲಿತಾಂಶದ ಮೌಲ್ಯವು ಕಾರಿನ GPS ವೇಗಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಇದು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ದೋಷಗಳು ಅಥವಾ ಪರೀಕ್ಷಾ ವಾಹನ ಅಥವಾ ಇತರ ರಸ್ತೆ ಸಂಚಾರದಿಂದ ಗಾಳಿ ಅಥವಾ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವಿನ ಅಡಚಣೆಗಳಂತಹ ಬಾಹ್ಯ ಅಂಶಗಳಿಂದಾಗಿರಬಹುದು.
ಇತರ ಸಂವೇದಕಗಳಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಳೆ ಸಂವೇದಕಗಳು, ಬೆಳಕಿನ ಸಂವೇದಕಗಳು, ಬೆಳಕಿನ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡ, ಆರ್ದ್ರತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಳೆಯಲು BME280 ಸೇರಿವೆ. ಜಿಯಾಂಜಿಯಾ ಸ್ವಾಯತ್ತ ದೋಣಿಯಲ್ಲಿ ಕ್ವಿಂಗ್‌ಸ್ಟೇಷನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಲು ಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವರು ಸುತ್ತುವರಿದ ಧ್ವನಿಗಾಗಿ IMU, ದಿಕ್ಸೂಚಿ, GPS ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊಫೋನ್ ಅನ್ನು ಸಹ ಸೇರಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ಸಂವೇದಕಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಮೂಲಮಾದರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಗೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, ವೈಯಕ್ತಿಕ ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಎಂದಿಗಿಂತಲೂ ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳ ಲಭ್ಯತೆಯು ಈ IoT ಸಾಧನಗಳು ತಮ್ಮ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಾರ್ವಜನಿಕ ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳಿಗೆ ರವಾನಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ನಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಸ್ಥಳೀಯ ಸಮುದಾಯಗಳಿಗೆ ಅವರ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಸಂಬಂಧಿತ ಹವಾಮಾನ ಡೇಟಾವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಮನೋಲಿಸ್ ನಿಕಿಫೊರಾಕಿಸ್ ಅವರು ಹವಾಮಾನ ಪಿರಮಿಡ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ, ನಿರ್ವಹಣೆ-ಮುಕ್ತ, ಶಕ್ತಿ- ಮತ್ತು ಸಂವಹನ-ಸ್ವಾಯತ್ತ ಹವಾಮಾನ ಮಾಪನ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ನಿಯೋಜನೆಗಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರಗಳು ತಾಪಮಾನ, ಒತ್ತಡ, ಆರ್ದ್ರತೆ, ಗಾಳಿಯ ವೇಗ ಮತ್ತು ಮಳೆಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಳೆಯಬಹುದಾದರೂ, ಗಾಳಿಯ ವೇಗ, ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ಮಳೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೆಲವು ರೀತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಸಾಧನದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
ಅಂತಹ ಸಂವೇದಕಗಳ ವಿನ್ಯಾಸವು ಸಂಕೀರ್ಣ ಮತ್ತು ಸವಾಲಿನದ್ದಾಗಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ನಿಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಯೋಜಿಸುವಾಗ, ಅವು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ, ಸ್ಥಾಪಿಸಲು ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಆಗಾಗ್ಗೆ ನಿರ್ವಹಣೆ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂದು ನೀವು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುವುದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರಗಳ ನಿರ್ಮಾಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ದೂರದ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಪಿಸಬಹುದು.
ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಹರಿಸುವುದು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಮನೋಲಿಸ್ ಕೆಲವು ಆಲೋಚನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ. ಅವರು ಅಕ್ಸೆಲೆರೊಮೀಟರ್, ಗೈರೊಸ್ಕೋಪ್ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಸೂಚಿಯಿಂದ ಗಾಳಿಯ ವೇಗ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಜಡತ್ವ ಸಂವೇದಕ ಘಟಕದಲ್ಲಿ (IMU) (ಬಹುಶಃ MPU-9150) ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಲೋಲಕದಂತೆ ಕೇಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಸ್ವಿಂಗ್ ಆಗುವ IMU ಸಂವೇದಕದ ಚಲನೆಯನ್ನು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುವುದು ಯೋಜನೆಯಾಗಿದೆ. ಅವರು ಕರವಸ್ತ್ರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲವು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಮೂಲಮಾದರಿಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸುವಾಗ ಅವು ತನಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಎಂಬ ವಿಶ್ವಾಸವಿದೆ. MPR121 ಅಥವಾ ESP32 ನಲ್ಲಿ ಅಂತರ್ನಿರ್ಮಿತ ಸ್ಪರ್ಶ ಕಾರ್ಯದಂತಹ ಮೀಸಲಾದ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮಳೆ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಳೆಹನಿಗಳನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಮೂಲಕ ಸರಿಯಾದ ಮಳೆ ಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಟ್ರ್ಯಾಕ್‌ಗಳ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಸ್ಥಳವು ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಲಾದ ವಸತಿಯ ಗಾತ್ರ, ಆಕಾರ ಮತ್ತು ತೂಕದ ವಿತರಣೆಯು ಸಹ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಉಪಕರಣದ ವ್ಯಾಪ್ತಿ, ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮತ್ತು ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರವು ತಿರುಗುವ ವಸತಿಯೊಳಗೆ ಇರುತ್ತದೆಯೇ ಅಥವಾ ಒಳಗಿನ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮಾತ್ರವೇ ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಮೊದಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಲು ಯೋಜಿಸಿರುವ ಹಲವಾರು ವಿನ್ಯಾಸ ಕಲ್ಪನೆಗಳ ಮೇಲೆ ಮನೋಲಿಸ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.
ಹವಾಮಾನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಅವರ ಆಸಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ, [ಕಾರ್ಲ್] ಹವಾಮಾನ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದರು. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಸದು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ವಿಂಡ್ ಸೆನ್ಸರ್, ಇದು ಗಾಳಿಯ ವೇಗವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಹಾರಾಟದ ಸಮಯವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.
ಕಾರ್ಲಾ ಸಂವೇದಕವು ಗಾಳಿಯ ವೇಗವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಉತ್ತರ, ದಕ್ಷಿಣ, ಪೂರ್ವ ಮತ್ತು ಪಶ್ಚಿಮಕ್ಕೆ ಆಧಾರಿತವಾದ ನಾಲ್ಕು ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸಂಜ್ಞಾಪರಿವರ್ತಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಕೋಣೆಯಲ್ಲಿ ಸಂವೇದಕಗಳ ನಡುವೆ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಪಲ್ಸ್ ಪ್ರಯಾಣಿಸಲು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಕ್ಷೇತ್ರ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಪ್ರತಿ ಅಕ್ಷಕ್ಕೂ ಹಾರಾಟದ ಸಮಯವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಗಾಳಿಯ ವೇಗವನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ.
ಇದು ಅದ್ಭುತವಾದ ವಿವರವಾದ ವಿನ್ಯಾಸ ವರದಿಯೊಂದಿಗೆ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪರಿಹಾರಗಳ ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಪ್ರದರ್ಶನವಾಗಿದೆ.