الٹراسونک انیمومیٹر

مختلف ماحولیاتی سینسرز کے ساتھ تجربہ کرنے کے لیے ویدر سٹیشن ایک مشہور پروجیکٹ ہیں، اور ہوا کی رفتار اور سمت کا تعین کرنے کے لیے عام طور پر ایک سادہ کپ اینیمومیٹر اور ویدر وین کا انتخاب کیا جاتا ہے۔جیانجیا ما کے کنگ اسٹیشن کے لیے، اس نے ایک مختلف قسم کا ونڈ سینسر بنانے کا فیصلہ کیا: ایک الٹراسونک اینیمومیٹر۔
الٹراسونک اینیمومیٹر میں کوئی حرکت پذیر پرزہ نہیں ہوتا ہے، لیکن ٹریڈ آف الیکٹرانک پیچیدگی میں نمایاں اضافہ ہے۔وہ اس وقت کی پیمائش کرکے کام کرتے ہیں جو الٹراسونک ساؤنڈ پلس کو معلوم فاصلے پر وصول کنندہ تک جھلکنے میں لگتا ہے۔ہوا کی سمت کا اندازہ الٹراسونک سینسر کے دو جوڑوں سے ایک دوسرے پر کھڑے ہو کر اور سادہ مثلث کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے۔الٹراسونک اینیمومیٹر کے مناسب آپریشن کے لیے ثانوی بازگشت، ملٹی پاتھ پروپیگیشن، اور ماحول کی وجہ سے ہونے والے تمام شور سے درست سگنل نکالنے کے لیے موصول ہونے والے سرے پر اینالاگ ایمپلیفائر کے محتاط ڈیزائن اور وسیع سگنل پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ڈیزائن اور تجرباتی طریقہ کار اچھی طرح سے دستاویزی ہیں۔چونکہ [جیانجیا] ونڈ ٹنل کو جانچ اور کیلیبریشن کے لیے استعمال کرنے سے قاصر تھا، اس لیے اس نے عارضی طور پر اپنی کار کی چھت پر اینیمومیٹر لگایا اور چلا گیا۔نتیجے کی قیمت کار کی GPS رفتار کے متناسب ہے، لیکن قدرے زیادہ ہے۔یہ حساب کی غلطیوں یا بیرونی عوامل جیسے ٹیسٹ گاڑی یا دیگر سڑک ٹریفک سے ہوا یا ہوا کے بہاؤ میں خلل کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔
دیگر سینسروں میں آپٹیکل بارش کے سینسر، لائٹ سینسرز، لائٹ سینسرز اور BME280 شامل ہیں جو ہوا کے دباؤ، نمی اور درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے ہیں۔جیانجیا ایک خودمختار کشتی پر کنگ اسٹیشن کو استعمال کرنے کا ارادہ رکھتا ہے، لہذا اس نے محیطی آواز کے لیے ایک IMU، کمپاس، GPS، اور مائکروفون بھی شامل کیا۔
سینسرز، الیکٹرانکس، اور پروٹو ٹائپنگ ٹیکنالوجی میں ترقی کی بدولت، ذاتی موسمی اسٹیشن بنانا پہلے سے کہیں زیادہ آسان ہے۔کم لاگت والے نیٹ ورک ماڈیولز کی دستیابی ہمیں اس بات کو یقینی بنانے کی اجازت دیتی ہے کہ یہ IoT ڈیوائسز اپنی معلومات کو عوامی ڈیٹا بیس میں منتقل کر سکتے ہیں، جو مقامی کمیونٹیز کو ان کے گردونواح میں متعلقہ موسمی ڈیٹا فراہم کرتے ہیں۔
Manolis Nikiforakis ایک ویدر پیرامڈ بنانے کی کوشش کر رہا ہے، ایک تمام ٹھوس حالت، دیکھ بھال سے پاک، توانائی- اور مواصلاتی خود مختار موسم کی پیمائش کا آلہ جو بڑے پیمانے پر تعیناتی کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔عام طور پر، موسمی اسٹیشن ایسے سینسر سے لیس ہوتے ہیں جو درجہ حرارت، دباؤ، نمی، ہوا کی رفتار اور بارش کی پیمائش کرتے ہیں۔اگرچہ ان میں سے زیادہ تر پیرامیٹرز کو سالڈ سٹیٹ سینسرز کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جا سکتا ہے، ہوا کی رفتار، سمت، اور بارش کا تعین کرنے کے لیے عام طور پر کسی نہ کسی قسم کے الیکٹرو مکینیکل ڈیوائس کی ضرورت ہوتی ہے۔
اس طرح کے سینسر کا ڈیزائن پیچیدہ اور چیلنجنگ ہے۔بڑی تعیناتیوں کی منصوبہ بندی کرتے وقت، آپ کو یہ بھی یقینی بنانا ہوگا کہ وہ لاگت سے موثر، انسٹال کرنے میں آسان، اور بار بار دیکھ بھال کی ضرورت نہیں ہے۔ان تمام مسائل کو ختم کرنے سے زیادہ قابل اعتماد اور کم مہنگے ویدر سٹیشنز کی تعمیر ممکن ہو سکتی ہے جو کہ دور دراز علاقوں میں بڑی تعداد میں نصب کیے جا سکیں گے۔
منولس کے پاس ان مسائل کو حل کرنے کے بارے میں کچھ خیالات ہیں۔اس کا ارادہ ہے کہ وہ ایکسلرومیٹر، گائروسکوپ اور کمپاس سے ہوا کی رفتار اور سمت کو ایک inertial سینسر یونٹ (IMU) (شاید MPU-9150) میں پکڑے گا۔منصوبہ یہ ہے کہ IMU سینسر کی نقل و حرکت کو ٹریک کیا جائے کیونکہ یہ پینڈولم کی طرح کیبل پر آزادانہ طور پر جھولتا ہے۔اس نے ایک رومال پر کچھ حسابات کیے ہیں اور اسے یقین ہے کہ وہ پروٹوٹائپ کی جانچ کرتے وقت مطلوبہ نتائج دیں گے۔بارش کی سینسنگ کیپیسیٹیو سینسر کا استعمال کرتے ہوئے ایک وقف شدہ سینسر جیسے MPR121 یا ESP32 میں بلٹ ان ٹچ فنکشن کا استعمال کرتے ہوئے کیا جائے گا۔الیکٹروڈ پٹریوں کا ڈیزائن اور مقام بارش کے قطروں کا پتہ لگا کر درست ورن کی پیمائش کے لیے بہت اہم ہے۔جس ہاؤسنگ میں سینسر لگایا گیا ہے اس کا سائز، شکل اور وزن کی تقسیم بھی اہم ہے کیونکہ یہ آلے کی حد، ریزولوشن اور درستگی کو متاثر کرتے ہیں۔Manolis کئی ڈیزائن آئیڈیاز پر کام کر رہا ہے جنہیں وہ یہ فیصلہ کرنے سے پہلے آزمانے کا ارادہ رکھتا ہے کہ آیا پورا ویدر سٹیشن گھومنے والی رہائش کے اندر ہو گا یا صرف سینسر کے اندر۔
موسمیات میں اپنی دلچسپی کی وجہ سے، [کارل] نے ایک ویدر اسٹیشن بنایا۔ ان میں سے سب سے نیا الٹراسونک ونڈ سینسر ہے، جو ہوا کی رفتار کا تعین کرنے کے لیے الٹراسونک پلس کے فلائٹ ٹائم کا استعمال کرتا ہے۔
کارلا کا سینسر ہوا کی رفتار کا پتہ لگانے کے لیے چار الٹراسونک ٹرانس ڈوسر، شمال، جنوب، مشرق اور مغرب پر مبنی استعمال کرتا ہے۔ایک کمرے میں سینسرز کے درمیان الٹراسونک نبض کے سفر میں لگنے والے وقت کی پیمائش کرکے اور فیلڈ کی پیمائش کو گھٹا کر، ہم ہر ایک محور کے لیے پرواز کا وقت اور اس لیے ہوا کی رفتار حاصل کرتے ہیں۔
یہ انجینئرنگ کے حل کا ایک شاندار مظاہرہ ہے، جس کے ساتھ ایک شاندار تفصیلی ڈیزائن رپورٹ ہے۔