Anemômetatra Ultrasonika

Tetikasa malaza amin'ny fanandramana fitaovana fandrefesana ny tontolo iainana isan-karazany ny toeram-pandrefesana ny toetr'andro, ary matetika no fidiana ny anemometatra tsotra sy ny vane-drivotra mba hamaritana ny hafainganam-pandehan'ny rivotra sy ny lalana alehany. Ho an'ny QingStation an'i Jianjia Ma, nanapa-kevitra ny hanamboatra karazana fitaovana fandrefesana ny rivotra hafa izy: anemometatra ultrasonika.
Tsy mihetsika ny anemometatra ultrasonika, fa ny tombony azo dia ny fitomboan'ny fahasarotan'ny elektronika. Miasa amin'ny fandrefesana ny fotoana ilain'ny feo ultrasonika mba hitaratra amin'ny mpandray amin'ny halavirana fantatra izy ireo. Azo kajy ny lalana alehan'ny rivotra amin'ny alàlan'ny fakana famakiana hafainganam-pandeha avy amin'ny sensor ultrasonika roa mifanitsy sy amin'ny fampiasana trigonometria tsotra. Ny fampiasana tsara ny anemometatra ultrasonika dia mitaky famolavolana tsara ny amplifier analog amin'ny faritra fandraisana sy ny fanodinana signal lalina mba hanesorana ny signal marina avy amin'ny akony faharoa, ny fiparitahan'ny multipath, ary ny tabataba rehetra ateraky ny tontolo iainana. Voarakitra an-tsoratra tsara ny fomba famolavolana sy ny fanandramana. Koa satria tsy afaka nampiasa ny tonelina rivotra ho an'ny fitsapana sy ny fanamarinana i [Jianjia], dia nametraka vetivety ny anemometatra teo amin'ny tafon'ny fiarany izy ary lasa. Mifandanja amin'ny hafainganam-pandehan'ny GPS-n'ny fiara ny sanda vokatr'izany, saingy somary ambony kokoa. Mety ho vokatry ny fahadisoana amin'ny kajy na anton-javatra ivelany toy ny rivotra na ny fikorontanan'ny fivezivezen'ny rivotra avy amin'ny fiara fitsapana na ny fifamoivoizana hafa izany.
Anisan'ny fitaovana fandrefesana orana optika, fitaovana fandrefesana hazavana, fitaovana fandrefesana hazavana ary BME280 handrefesana ny tsindrin'ny rivotra, ny hamandoana ary ny mari-pana ny fitaovana hafa ampiasaina amin'ny fandrefesana ny mari-pana. Mikasa ny hampiasa ny QingStation amin'ny sambo mandeha ho azy i Jianjia, ka nanampy IMU, kompà, GPS ary mikrôfôna ho an'ny feo manodidina ihany koa izy.
Noho ny fandrosoana eo amin'ny sehatry ny "capteur", ny elektronika ary ny teknolojia fanamboarana "prototyping", dia mora kokoa noho ny hatramin'izay ny fananganana tobin'ny toetr'andro manokana. Ny fisian'ny "modules" tambajotra mora vidy dia ahafahantsika miantoka fa ireo fitaovana IoT ireo dia afaka mampita ny fampahalalana ao amin'ny tahiry ho an'ny daholobe, ka manome ny vondrom-piarahamonina eo an-toerana ny angon-drakitra momba ny toetr'andro mifandraika amin'ny manodidina azy ireo.
Miezaka manorina Piramidan'ny Toetrandro i Manolis Nikiforakis, fitaovana fandrefesana toetrandro tsy mila fikojakojana, mampiasa angovo sy fifandraisana, natao hampiasaina amin'ny sehatra midadasika. Matetika, ireo toeram-pandrefesana toetrandro dia misy fitaovana fandrefesana izay mandrefy ny mari-pana, ny tsindry, ny hamandoana, ny hafainganam-pandehan'ny rivotra ary ny rotsakorana. Na dia azo refesina amin'ny alalan'ny fitaovana fandrefesana rivotra aza ny ankamaroan'ireo masontsivana ireo, ny famaritana ny hafainganam-pandehan'ny rivotra, ny lalana ary ny rotsakorana dia matetika mitaky karazana fitaovana elektromekanika.
Sarotra sy sarotra ny famolavolana ireo fitaovana famantarana ny toetr'andro ireo. Rehefa mikasa ny hampiasa azy ireo amin'ny toerana lehibe ianao dia mila miantoka ihany koa fa mahomby amin'ny vidiny izy ireo, mora apetraka, ary tsy mila fikojakojana matetika. Ny fanesorana ireo olana rehetra ireo dia mety hitarika amin'ny fananganana toby famantarana ny toetr'andro azo itokisana kokoa sy tsy dia lafo loatra, izay azo apetraka betsaka any amin'ny faritra mitokana.
Manana hevitra vitsivitsy momba ny fomba hamahana ireo olana ireo i Manolis. Mikasa ny haka ny hafainganam-pandehan'ny rivotra sy ny lalana avy amin'ny accelerometer, gyroscope ary compass ao anaty fitaovana sensor inertial (IMU) (angamba MPU-9150). Ny drafitra dia ny hanara-maso ny fihetsehan'ny sensor IMU rehefa mihetsika malalaka amin'ny tariby izy, toy ny pendulum. Nanao kajy vitsivitsy tamin'ny servieta izy ary toa matoky fa hanome ny valiny ilainy izany rehefa manandrana ny prototype. Ny fahatsapana ny orana dia hatao amin'ny fampiasana sensor capacitive mampiasa sensor natokana toy ny MPR121 na ny fiasa touch natsangana ao amin'ny ESP32. Ny famolavolana sy ny toerana misy ny dian'ny elektroda dia tena zava-dehibe amin'ny fandrefesana marina ny orana amin'ny alàlan'ny famantarana ny ranonorana. Ny habeny, ny endriny ary ny fizarana lanja amin'ny fonony izay ametrahana ny sensor dia tena zava-dehibe ihany koa satria misy fiantraikany amin'ny halavirana, ny famaha ary ny fahamarinan'ny fitaovana. Miasa amin'ny hevitra famolavolana maromaro izay kasainy andramana i Manolis alohan'ny hanapahany hevitra raha ho ao anatin'ny fonony mihodina ny tobin'ny toetr'andro manontolo sa ny sensor fotsiny ao anatiny.
Noho ny fahalianany amin'ny meteorolojia, [Karl] dia nanangana toby famantarana ny toetr'andro. Ny vaovao indrindra amin'ireo dia ny sensor rivotra ultrasonic, izay mampiasa ny fotoana fanidinan'ny pulsa ultrasonic mba hamaritana ny hafainganam-pandehan'ny rivotra.
Mampiasa "transducers" ultrasonika efatra ny "capteur"-n'i Carla, izay mizotra mianavaratra, mianatsimo, miantsinanana ary miankandrefana, mba hamantarana ny hafainganam-pandehan'ny rivotra. Amin'ny fandrefesana ny fotoana lanin'ny "pulse ultrasonika" hivezivezy eo anelanelan'ireo "capteur" ao amin'ny efitrano iray ary amin'ny fanesorana ny fandrefesana eny an-kianja, dia mahazo ny fotoana sidina ho an'ny axe tsirairay isika ary noho izany ny hafainganam-pandehan'ny rivotra.
Fampisehoana mahavariana momba ny vahaolana ara-teknika ity, miaraka amin'ny tatitra momba ny famolavolana amin'ny antsipiriany mahavariana.