Μελέτη του κυματισμού που προκαλείται από εξωγενείς παράγοντες στην επιφάνεια του νερού με τη βοήθεια του γυροσκοπίου του Arduino

Abstract

Η πτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε στο Διεθνές Πανεπιστήμιο Της Ελλάδος (πρώην ΤΕΙ Κεντρικής Μακεδονίας) στο τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής, Υπολογιστών και Τηλεπικοινωνιών. Στην παρούσα εργασία υλοποιήσαμε ένα σύστημα, το οποίο μελετά τον κυματισμό, που προκαλείται από εξωγενείς παράγοντες (άνεμος, πτώση αντικειμένου) στην επιφάνεια του νερού, με χρήση μικροελεγκτών Arduino και του αισθητήρα γυροσκοπίου. Το σύστημα αυτό έχει την μορφή μιας «έξυπνης» σημαδούρας. Συγκεκριμένα:  Μετρούμε την αλλαγή κλίσης της σημαδούρας.  Βρίσκουμε την κατεύθυνση του κύματος που μπορεί να οφείλεται σε διάφορους παράγοντες (ένταση του ανέμου, πρόσπτωση αντικειμένου, κ.ά.).  Λαμβάνουμε δεδομένα για το κύμα από την «έξυπνη» σημαδούρα και τα στέλνουμε σε υπολογιστή.  Απεικονίζουμε γραφικά την κυμάτωση στον χώρο, με την μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια.  Στην κορυφή της «έξυπνης» σημαδούρας έχουμε τοποθετήσει LED. Τα LED ανάβουν με εντολή (πράσινο = επιτρέπεται η διέλευση ανάμεσα από τις σημαδούρες, κόκκινο = απαγορεύεται η διέλευση ανάμεσα από τις σημαδούρες). Ζητούμενο που δεν υλοποιήθηκε ορθά: Η «έξυπνη» σημαδούρα θα έπρεπε να εκδίδει «προειδοποίηση για τσουνάμι». Θα ήταν αδύνατο όμως να ανιχνεύσουμε το τσουνάμι. Η ανίχνευση θα μπορούσε να γίνει μόνο αν η επιφάνεια του ωκεανού ήταν ήρεμη και είχαμε μόνο τον κυματισμό από το τσουνάμι, πράγμα πρακτικά αδύνατο για ωκεανό, όπου υπάρχει συνήθως πάντα κάποιο κύμα. Στην εργασία μας προσπαθήσαμε να το ανιχνεύσουμε με την κατακόρυφη επιτάχυνση. Η φυσική των κυμάτων όμως, μας διδάσκει ότι τα κύματα με μεγάλη περίοδο, όπως το τσουνάμι, έχουν πολύ μικρή κατακόρυφη επιτάχυνση. Συνεπώς το επιταχυνσιόμετρο που χρησιμοποιούμε θα ανιχνεύσει κάποιο άλλο κύμα του ωκεανού.