芯耀
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2019 Hackadayprize 中國區(qū)賽事正在火熱報名 ing，我們將為大家介紹在過去幾屆 Hackadayprize 中獲獎的作品，希望能給你帶來啟發(fā)！快點來報名參賽，12.5 萬美元的終極大獎在等你認領：https://www.cirmall.com/hackadayprize_2019
準確的天氣預報仍然是一個開放的科學問題。
傳統(tǒng)上，自動氣象站（AWS）可以使用固態(tài)傳感器輕松監(jiān)控溫度，壓力和濕度，但風和降水通常涉及機械部件，實現(xiàn)穩(wěn)健性 / 可靠性的成本較高，定期維護和繁瑣的安裝。 它們的成本從幾百美元到幾千美元，并且由于所需 SIM 卡的 GSM / 3G 數(shù)據(jù)計劃，通常會帶來額外的運行費用。
因此，只有在大城市才能找到天氣愛好者，大學等部署的公共 AWS，世界上大多數(shù)農(nóng)村 / 貧困地區(qū)根本沒有地面天氣數(shù)據(jù) - 這通常是他們最需要的地方。
即使在擁有大量 AWS 的大城市，也沒有足夠的天氣數(shù)據(jù)來提供現(xiàn)代氣象服務，例如實時降雨雷達超級本地天氣警報和臨近預報。 這些服務所需的數(shù)據(jù)傳統(tǒng)上需要多普勒天氣雷達，由于其成本極高而很少部署。
另一種方法是部署大量低成本的自動氣象站，并提供數(shù)據(jù)，以便實現(xiàn)新的創(chuàng)新氣象服務。 這些 AWS 必須具有可笑的低成本和免維護，以便在缺乏實際天氣數(shù)據(jù)的區(qū)域大量部署。
天氣金字塔
我提出了一種與傳統(tǒng)氣象站競爭的低成本解決方案; 免維護，能源自主，固態(tài)（無移動部件）、緊湊、易于安裝且具有成本效益的互聯(lián)網(wǎng)連接天氣監(jiān)測設備。
慣性傳感器用于跟蹤整個單元的運動，因為它可以從系繩自由擺動，以估計風的強度和方向。 當與適當?shù)耐鈿ば螤罱Y(jié)合時，風對單元的運動具有獨特的影響，因此可以從運動數(shù)據(jù)中提取對風速和方向的粗略估計。 由于風而從系繩自由擺動的天氣金字塔可以在 2D 中建模為鐘擺受到來自氣流的額外力。 從平衡擺的角度位移取決于氣流速度和給定質(zhì)量的空氣動力學特性。
低成本的 6 軸 IMU（如 InvenSense MPU-6050）將用于實現(xiàn)所提出的風測量技術。 根據(jù)初步估計和測試，栓系 WP 模擬為擺錘，由于 0 - 12 Beaufort 刻度風分別加速到 0 - 3g，而兩個連續(xù) Beaufort 數(shù)的最小差異為 2.02mg。 ±2g - ±16g 加速度計范圍，2 mg / LSB 靈敏度@±4g 和±250°/ s - ±2000°/ s 陀螺儀范圍，17.50mdps / 位靈敏度@±250°/ s 符合 wPyramid 態(tài)度的要求由風效應測量。 建議應用的傳感器數(shù)據(jù)采樣率定義為@ 1Hz，滿足風速和風向測量的項目范圍。
此外，通過在外殼內(nèi)側(cè)使用電容式觸摸傳感器技術，還可以在沒有機械部件的情況下測量降雨強度。 通過在多點觸摸 MCU（MPR121 或 ESP32 能力）上連接適當?shù)膬?nèi)部線柵，設備可以“測量”外殼表面上的水滴數(shù)量，并估算雨強度。
通信方式天氣金字塔可以通過 TheThingsNetwork 的開放 LoRaWAN 基礎設施連接到互聯(lián)網(wǎng)，或者使用其他 LPWAN 技術，如 NB-IOT，SIGFOX 等。
外殼設計和材料選擇將以所使用的傳感器和太陽能電池板的效率以及 DIY 大規(guī)模生產(chǎn)的可制造性為目標，同時在緊湊的解決方案中確保令人愉悅的美學效果。 設計基于三角形金字塔形狀~20 厘米 x 17 厘米 x 12 厘米進行 3D 打印。
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如果你對這個項目感興趣，想獲取完整信息請訪問：
https://hackaday.io/project/153208-weather-pyramid
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有人說硬件技術將很快達到極限，而在我們看來，硬件創(chuàng)新，尤其是中國硬件工程師的創(chuàng)新，還遠未走到盡頭，而只是剛剛開始。作為致力于為全球硬件開發(fā)者提供技術共享服務的平臺，與非網(wǎng)母公司 SupplyFrame 旗下最大的全球硬件開發(fā)者社區(qū) Hackaday.com 已連續(xù)五年舉辦全球硬件開發(fā)者大賽 Hackadayprize，有超過 3000 多個硬件團隊在這個賽事中互動交流、切磋技藝。
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這個《硬件改變世界》系列，我們挑選在前幾屆 Hackadayprize 大賽中獲獎的優(yōu)秀作品加以展示，硬件技術可以多有意思，硬件開發(fā)者可以多有創(chuàng)意，從這些作品中你可以看到。
2019 年 3 月，Hackadayprize 中國區(qū)賽事將隆重開啟，我們很期待看到國內(nèi)的硬件開發(fā)者大開腦洞、大展技藝。你準備好了沒，與來自全球的硬件開發(fā)者同臺 PK？
