අතිධ්වනික ඇනිමෝමීටරය

කාලගුණ මධ්‍යස්ථාන විවිධ පාරිසරික සංවේදක අත්හදා බැලීම් සඳහා ජනප්‍රිය ව්‍යාපෘතියක් වන අතර, සුළං වේගය සහ දිශාව තීරණය කිරීම සඳහා සරල කෝප්ප ඇනිමෝමීටරයක් සහ කාලගුණ වෑන් එකක් සාමාන්‍යයෙන් තෝරා ගනු ලැබේ. ජියැන්ජියා මා ගේ ක්විංස්ටේෂන් සඳහා, ඔහු වෙනස් ආකාරයේ සුළං සංවේදකයක් තැනීමට තීරණය කළේය: අතිධ්වනික ඇනිමෝමීටරයක්.
අතිධ්වනික ඇනිමෝමීටරවල චලනය වන කොටස් නොමැත, නමුත් හුවමාරුව යනු ඉලෙක්ට්‍රොනික සංකීර්ණතාවයේ සැලකිය යුතු වැඩි වීමකි. ඒවා ක්‍රියා කරන්නේ දන්නා දුරකින් ග්‍රාහකයකට අතිධ්වනික ශබ්ද ස්පන්දනයක් පරාවර්තනය වීමට ගතවන කාලය මැනීමෙනි. එකිනෙකට ලම්බකව ඇති අතිධ්වනික සංවේදක යුගල දෙකකින් වේග කියවීම් ලබා ගැනීමෙන් සහ සරල ත්‍රිකෝණමිතිය භාවිතා කිරීමෙන් සුළං දිශාව ගණනය කළ හැකිය. අතිධ්වනික ඇනිමෝමීටරයක නිසි ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා ලැබීමේ කෙළවරේ ඇනලොග් ඇම්ප්ලිෆයර් ප්‍රවේශමෙන් සැලසුම් කිරීම සහ ද්විතියික දෝංකාර, බහු මාර්ග ප්‍රචාරණය සහ පරිසරය නිසා ඇති වන සියලුම ශබ්ද වලින් නිවැරදි සංඥාව ලබා ගැනීම සඳහා පුළුල් සංඥා සැකසීම අවශ්‍ය වේ. සැලසුම සහ පර්යේෂණාත්මක ක්‍රියා පටිපාටි හොඳින් ලේඛනගත කර ඇත. [ජියැන්ජියා]ට පරීක්ෂණ සහ ක්‍රමාංකනය සඳහා සුළං උමග භාවිතා කිරීමට නොහැකි වූ බැවින්, ඔහු තාවකාලිකව තම මෝටර් රථයේ වහලය මත ඇනිමෝමීටරය සවි කර පිටව ගියේය. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන අගය මෝටර් රථයේ GPS වේගයට සමානුපාතික වේ, නමුත් තරමක් වැඩි ය. මෙය ගණනය කිරීමේ දෝෂ හෝ පරීක්ෂණ වාහනයෙන් හෝ වෙනත් මාර්ග ගමනාගමනයෙන් සුළං හෝ වායු ප්‍රවාහ බාධා වැනි බාහිර සාධක නිසා විය හැකිය.
අනෙකුත් සංවේදක අතරට දෘශ්‍ය වැසි සංවේදක, ආලෝක සංවේදක, ආලෝක සංවේදක සහ වායු පීඩනය, ආර්ද්‍රතාවය සහ උෂ්ණත්වය මැනීම සඳහා BME280 ඇතුළත් වේ. ජියැන්ජියා ස්වයංක්‍රීය බෝට්ටුවක ක්විංස්ටේෂන් භාවිතා කිරීමට සැලසුම් කරයි, එබැවින් ඔහු පරිසර ශබ්දය සඳහා IMU, මාලිමා යන්ත්‍රයක්, GPS සහ මයික්‍රෆෝනයක් ද එක් කළේය.
සංවේදක, ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සහ මූලාකෘති තාක්ෂණයේ දියුණුවට ස්තූතිවන්ත වන්නට, පුද්ගලික කාලගුණ මධ්‍යස්ථානයක් තැනීම වෙන කවරදාටත් වඩා පහසු වී ඇත. අඩු වියදම් ජාල මොඩියුල තිබීම නිසා මෙම IoT උපාංගවලට ඔවුන්ගේ තොරතුරු පොදු දත්ත සමුදායන් වෙත සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි බව සහතික කිරීමට අපට ඉඩ සලසයි, එමඟින් දේශීය ප්‍රජාවන්ට ඔවුන්ගේ වටපිටාවේ අදාළ කාලගුණ දත්ත ලබා දේ.
මනෝලිස් නිකිෆොරාකිස් කාලගුණ පිරමීඩයක් තැනීමට උත්සාහ කරයි, එය මහා පරිමාණ යෙදවීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති සම්පූර්ණයෙන්ම ඝන-තත්ත්ව, නඩත්තු-නිදහස්, බලශක්ති සහ සන්නිවේදන-ස්වයංක්‍රීය කාලගුණ මිනුම් උපකරණයකි. සාමාන්‍යයෙන්, කාලගුණ මධ්‍යස්ථාන උෂ්ණත්වය, පීඩනය, ආර්ද්‍රතාවය, සුළං වේගය සහ වර්ෂාපතනය මනින සංවේදක වලින් සමන්විත වේ. මෙම පරාමිතීන් බොහොමයක් ඝන-තත්ත්ව සංවේදක භාවිතයෙන් මැනිය හැකි වුවද, සුළං වේගය, දිශාව සහ වර්ෂාපතනය තීරණය කිරීම සඳහා සාමාන්‍යයෙන් යම් ආකාරයක විද්‍යුත් යාන්ත්‍රික උපාංගයක් අවශ්‍ය වේ.
එවැනි සංවේදක නිර්මාණය සංකීර්ණ හා අභියෝගාත්මක ය. විශාල යෙදවීම් සැලසුම් කිරීමේදී, ඒවා ලාභදායී, ස්ථාපනය කිරීමට පහසු සහ නිතර නඩත්තු කිරීම අවශ්‍ය නොවන බව ඔබ සහතික කළ යුතුය. මෙම සියලු ගැටළු ඉවත් කිරීම වඩාත් විශ්වාසදායක සහ අඩු වියදම් සහිත කාලගුණ මධ්‍යස්ථාන ඉදිකිරීමට හේතු විය හැකි අතර, පසුව දුරස්ථ ප්‍රදේශවල විශාල සංඛ්‍යාවක් ස්ථාපනය කළ හැකිය.
මෙම ගැටළු විසඳන්නේ කෙසේද යන්න පිළිබඳව මනෝලිස්ට අදහස් කිහිපයක් තිබේ. ඔහු ත්වරණමානය, ගයිරොස්කෝප් සහ මාලිමා යන්ත්‍රයෙන් අවස්ථිති සංවේදක ඒකකයක (IMU) (බොහෝ විට MPU-9150) සුළං වේගය සහ දිශාව ග්‍රහණය කර ගැනීමට සැලසුම් කරයි. පෙන්ඩුලමයක් මෙන් කේබලයක් මත නිදහසේ පැද්දෙන විට IMU සංවේදකයේ චලනය නිරීක්ෂණය කිරීම සැලැස්මයි. ඔහු තුවායක් මත යම් ගණනය කිරීම් සිදු කර ඇති අතර මූලාකෘතිය පරීක්ෂා කිරීමේදී ඔහුට අවශ්‍ය ප්‍රතිඵල ලබා දෙන බවට විශ්වාසයි. MPR121 වැනි කැපවූ සංවේදකයක් හෝ ESP32 හි බිල්ට්-ඉන් ස්පර්ශ ශ්‍රිතය භාවිතා කරමින් ධාරිත්‍රක සංවේදක භාවිතයෙන් වර්ෂාපතන සංවේදනය සිදු කෙරේ. වැහි බිංදු හඳුනා ගැනීමෙන් නිවැරදි වර්ෂාපතන මැනීම සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝඩ පීලි සැලසුම් කිරීම සහ පිහිටීම ඉතා වැදගත් වේ. සංවේදකය සවිකර ඇති නිවාසවල ප්‍රමාණය, හැඩය සහ බර බෙදා හැරීම ද ඉතා වැදගත් වේ, මන්ද ඒවා උපකරණයේ පරාසය, විභේදනය සහ නිරවද්‍යතාවයට බලපායි. මනෝලිස් මුළු කාලගුණ මධ්‍යස්ථානයම භ්‍රමණය වන නිවාසය තුළ තිබේද නැතහොත් ඇතුළත සංවේදක පමණක්ද යන්න තීරණය කිරීමට පෙර උත්සාහ කිරීමට සැලසුම් කරන නිර්මාණ අදහස් කිහිපයක් මත කටයුතු කරමින් සිටී.
කාලගුණ විද්‍යාව පිළිබඳ ඔහුගේ උනන්දුව නිසා, [කාල්] කාලගුණ මධ්‍යස්ථානයක් ඉදි කළේය. මේවායින් නවතම එක වන්නේ අතිධ්වනික සුළං සංවේදකයයි, එය සුළං වේගය තීරණය කිරීම සඳහා අතිධ්වනික ස්පන්දනවල පියාසැරි කාලය භාවිතා කරයි.
කාර්ලාගේ සංවේදකය සුළං වේගය හඳුනා ගැනීම සඳහා උතුර, දකුණ, නැගෙනහිර සහ බටහිර දෙසට යොමු කර ඇති අතිධ්වනික පරිවර්තක හතරක් භාවිතා කරයි. කාමරයක සංවේදක අතර අතිධ්වනික ස්පන්දනයක් ගමන් කිරීමට ගතවන කාලය මැනීමෙන් සහ ක්ෂේත්‍ර මිනුම් අඩු කිරීමෙන්, අපි එක් එක් අක්ෂය සඳහා පියාසැරි කාලය ලබා ගන්නා අතර එම නිසා සුළං වේගය ලබා ගනිමු.
මෙය විශ්මයජනක ලෙස සවිස්තරාත්මක නිර්මාණ වාර්තාවක් සමඟින් ඉංජිනේරු විසඳුම් පිළිබඳ ආකර්ෂණීය නිරූපණයකි.