IOT Cluster for Static Wind Meter

boaz-iot

מד הרוח המסורתי מבוסס על שבשבת מסתובבת ועל זנב שמכוון את השבשבת לכיוון הרוח. כך מודדים עוצמה וכיוון. הבעיה במוצר כזה היא שבשל החלקים הנעים בו הוא גדול וסובל מתקלות רבות. לרוב, מתקינים שבשבת כזו במקומות בודדים ומוגבהים, בשל המחיר ועל מנת שלא להפריע לסביבה.
בשנים האחרונות הולכת ומתחזקת המגמה של שימוש בחיישנים ממוזערים המקושרים לעולם באמצעות משדרים אלחוטיים המחוברים לרשת האינטרנט – Internet Of Things (IoT).
היות ומחירם זול, והאנרגיה בהם הם משתמשים מועטה, ניתן לפזר אותם בכמות גדולה וחבר אותם כך שיעבדו בקבוצה ישתפו מידע וכך יגיעו לתוצאות מדוייקות יותר.
חידוש נוסף מהשנים האחרונות הוא רכיב ברומטר זעיר המסוגל למדוד לחץ ברומטרי בדיוק גבוה תוך צריכת הספק מזערית. הוא מתקשר בפרוטוקול בקרה עם רכיב הניהול. הרעיון החדשני הוא לחבר 4 רכיבים גב אל גב בתצורה של קוביה, כך שכל אחד מודד לחץ אויר (זרימת ח) מכיוון אחר. ע”י קריאת ארבעת התוצאות ניתן לשערך את כיוון הרוח ואת עוצמתה.
(כל זה, ללא שום רכיב נע (כמו בשבשבת
בנוסף, רכיב תקשורת זעיר מהווה פריצת דרך בתחום. באמצעותו ניתן בקלות רבה ובזול לממש שרת איטרנט אלחוטי, לשלוט על החיישן, לחבר אותו לענן. שני הרכיבים מהווים רכיבי “לגו” לעולם הרכיבי האינטרנט.
הפרוייקטים המוצעים מאפשרים להתנסות בתכנון מעגל מודפס, או תכנות רכיב, או אלגוריתמיקה של זיהוי כיוון הרוח.

מוצעים בזאת שלושה פרוייקטים נפרדים:

        

פרויקט 1:

 

מטרת הפרוייקט היא בניית חיישן כיוון ועוצמת הרוח ע”י חישני ברומטר, המחובר לרשת האינטרנט אלחוטית , וצורך אנרגיה מזערית, מסוללה נטענת ו/או מתא סולארי.

הפרייקט כרוך בתכנון המעגל החשמלי, ובשליחה לייצור בסין . לאחר שהמעגל יורכב, יש להפעיל אותו תוך השמשת קוד בסיסי שיסופק בסביבת  ארדואיונו.

הפרויקט נלקח 

פרויקט 2:

 

מטרת הפרוייקט היא כתיבת קוד בסביבת ארדואינו להפעלת החיישנים ולקישורם לרשת האינטרנט.

הקוד ישלב  עבור החיישנים. בצד השני – כתיבת קוד למחשב אישי שיממש שרת ויאפשר לצפות בתוצאות המדידה מרחוק דרך רשת האינטרנט.

יצויין כי יש דוגמאות קוד לכל המרכיבים המפורטים לעיל. הסטודנטים יבחרו אם לשלב מרכיבי תוכנה קיימים או לכתוב בעצמם.

פרויקט 3:

במסגרת פרוייקט זה נפזר חישני רוח במספר מקומות סמוכים באזור בנוי – למשל, ברחבת הכניסה לבניין הפקולטה. ע”י קריאת כל החיישים בו זמנית ניתן לשערך האם ישנה תופעה של מנהרת רוח באותו האיזור, וכיצד זרימת האויר מושפעת מצורת המבנים בסביבה.

מטרת הפרוייקט הינה תכנון ותכנות אלגוריתם המקבל את קריאות כל החישים לאורך זמן, ומצייר תרשים של זרימת הרוח באזור. המימוש יכול להיות במאטלאב הוא כל שפה אחרת לבחירת הסטודנטים.

 

דרישות קדם: מעבדה 1

משך כל אחד מהפרויקטים: חד סמסטריאלי עם אופציה לפרויקט המשך.

מנחה: בועז מזרחי, boazmizrachi1@gmail.com