IESH — एकीकृत वातावरणीय विज्ञान हब
यसले के मापन गर्छ
आज (v0.1): वायु तापक्रम, आर्द्रता, ब्यारोमेट्रिक चाप, माटोको तापक्रम, माटोको चिस्यान, CO र वायु-गुणस्तर प्रोक्सी (क्यालिब्रेट नगरिएका MQ सेन्सर, कच्चा अभिलेख), र आकाश/बादल तस्बिर। कोषको पर्खाइमा रहेका डिजाइन भइसकेका मोड्युल: वास्तविक PM1.0/PM2.5/PM10 (PMS5003), CO₂ (SCD40), मौसम, म्योन, भूकम्पीय।
एउटै बक्समा अनुसन्धान स्टेसन र विद्यालय प्रयोगशाला
एकीकृत वातावरणीय विज्ञान हब (IESH) HICS को मुख्य अनुसन्धान प्लेटफर्म हो। यो Raspberry Pi कम्प्युटरमा आधारित एक मोड्युलर र अफलाइन-फर्स्ट वातावरणीय स्टेसन (environmental station) हो। यसले हावा, माटो, ग्यास र आकाशसम्बन्धी मापनहरू निरन्तर स्थानीय मेमोरीमा सुरक्षित राख्छ। यसले इन्टरनेट नभएको स्थानमा पनि आफ्नै वाइफाइ (WiFi) हटस्पट सिर्जना गरी ड्यासबोर्ड र शैक्षिक पोर्टल सञ्चालन गर्छ। यो उपकरण नेपालको कठिन भौगोलिक र प्राविधिक यथार्थलाई ध्यानमा राखेर डिजाइन गरिएको हो — जहाँ मनसुनको अत्यधिक आर्द्रता, अत्यधिक चिसो वा तातो तापक्रम, बिजुली काटिने समस्या र इन्टरनेटको अभाव सामान्य कुरा हुन्। हाल यसको पहिलो प्रोटोटाइप (v0.1) काठमाडौंमा फिल्ड परीक्षणको चरणमा छ।
यो कसरी बन्यो: v0.1 निर्माण-लग ग्यालरी ले २० मे २०२६ को ब्रेडबोर्डदेखि १५ जुनको बाकसमा बन्द कार्यशील स्टेसनसम्मको यात्रा देखाउँछ, साथमा फिल्ड-परीक्षण टिपोटहरू छन्।
v0.1 — हरेक सेन्सरको नाम स्पष्ट, प्रोक्सीलाई प्रोक्सी नै भनिएको
हावा — तापक्रम, आर्द्रता र चाप ▸
DHT22 सेन्सरले हावाको तापक्रम र आर्द्रता नाप्छ; BMP280 सेन्सरले वायुमण्डलीय चाप नाप्छ (जसले म्योन भौतिकशास्त्र कार्यक्रमका लागि वायुमण्डलको उचाइ वा गहिराइको सन्दर्भको रूपमा पनि काम गर्छ)। DHT22 सेन्सरले बढी आर्द्रता भएको बेला करिब २ डिग्री सेल्सियस बढी तापक्रम देखाउँछ — यो यो सेन्सरको पहिले नै थाहा भएको प्राविधिक सीमा हो, जसलाई हामीले यहाँ पारदर्शी रूपमा उल्लेख गरेका छौँ।
माटो — तापक्रम र चिस्यान (Soil Moisture) ▸
DS18B20 थर्मल प्रोबले माटोको भित्री तापक्रम नाप्छ; क्यापासिटिभ सेन्सरले माटोको चिस्यान मापन गर्छ, जसलाई पूर्ण सुक्खा र पूर्ण भिजेको माटोको मापनसँग तुलना (calibrate) गरिएको छ। यी तथ्याङ्कहरूले हाम्रो सिकाइ पोर्टलमा रहेका कृषि सम्बन्धी प्रयोगात्मक क्रियाकलापहरूलाई सञ्चालन गर्छन्।
ग्यास — कार्बन मोनोअक्साइड (CO) र वायु-गुणस्तर सूचक (प्रोक्सी) ▸
MQ-7 (कार्बन मोनोअक्साइड) र MQ-135 (मिश्रित ग्यास) सस्ता र तातो हुने फिलामेन्ट भएका सेन्सर हुन्। यिनीहरूले ग्यासको मात्रा घटबढ भएको सापेक्ष सङ्केत मात्र दिन्छन्, कुनै आधिकारिक प्रयोगशालाको जस्तो सटीक मापन (reference-grade concentration) होइन — त्यसैले हामी यी मानहरूलाई 'प्रोक्सी' (अप्रत्यक्ष सूचक) मात्र भन्छौँ। वैज्ञानिक मापनका लागि PM2.5 (PMS5003) र कार्बनडाइअक्साइड वा CO₂ (SCD40) सेन्सर मोड्युलहरूको डिजाइन तयार भइसकेको छ र यसका लागि आवश्यक पुर्जाको कोष जुट्न बाँकी छ।
आकाश — फिशआई क्यामेरा (Fisheye Camera) ▸
यो क्यामेराले प्रत्येक १५ मिनेटमा आकाशको तस्बिर खिचेर बादलको मात्रा अनुमान गर्छ। यो भविष्यमा जडान गरिने अल-स्काई उल्का क्यामेरा परियोजनाको प्रारम्भिक चरण हो।
कक्षाकोठाका लागि एक घुम्ती प्रयोगशाला
यो स्टेसनमा आफ्नै एउटा डिजिटल सिकाइ पोर्टल उपलब्ध छ। यसमा जलवायु, माटो, वायुको गुणस्तर, तथ्याङ्क विज्ञान र वातावरण सम्बन्धी ५ वटा शैक्षिक मोड्युलहरू छन्, जसमा नेपालको राष्ट्रिय पाठ्यक्रमसँग मेल खाने २५ भन्दा बढी प्रयोगात्मक क्रियाकलापहरू समाविष्ट छन्। यो पोर्टल कक्षा ६ देखि विश्वविद्यालय तहसम्मका विद्यार्थीका लागि उपयोगी छ। यसमा देखिने ग्राफ र तथ्याङ्कहरू स्टेसनको आफ्नै सेन्सरबाट प्रत्यक्ष रूपमा चल्छन्। यो सबै काम बिना इन्टरनेट सम्भव छ: IESH ले आफैँ वाइफाइ (WiFi) सङ्केत प्रवाह गर्छ र विद्यार्थीहरूले आफ्नो मोबाइल वा ल्यापटपबाट यसमा जोडिएर सिक्न सक्छन्। उपकरणको बाहिर रहेको स्क्रिनले बाटो हिँड्ने मानिसहरूलाई पनि हालको वातावरणीय अवस्थाको जानकारी दिइरहन्छ।
सजिलो कन्फिगरेशन, मोड्युलरिटी र स्थापना
यस उपकरणमा एउटा खाली मेमोरी कार्ड (SD Card) हालेर एउटै कमाण्ड दिएमा पूरा स्टेसनको सफ्टवेयर स्वतः तयार हुन्छ। पहिलो पटक बुट गर्दा सबै कार्यक्रमहरू बिना कुनै मानवीय हस्तक्षेप आफैँ इन्स्टल हुन्छन् र सफ्टवेयर बिग्रेर फेरि हाल्नु परे पनि डाटा सुरक्षित रहन्छ। यसको मुख्य प्रणालीमा आवश्यकता अनुसार नयाँ सेन्सर मोड्युलहरू सजिलै थप्न वा परिवर्तन गर्न सकिन्छ। आगामी डिजाइनहरूमा पीएम२.५ (PM2.5) धुलोका कण र कार्बनडाइअक्साइड (CO₂) सेन्सर, मौसम मापन (UV विकिरण, वर्षा, हावाको गति), म्योन पहिचानकर्ता र भूकम्प मापन सेन्सरहरू थप्ने योजना छ।
यसको स्थानीय डाटा रेकर्डिङ अत्यन्तै बलियो छ। इन्टरनेट कनेक्सन अवरुद्ध हुँदा पनि स्टेसनले कुनै डाटा गुमाउँदैन, किनभने यो कुनै नेटवर्कमा निर्भर हुँदैन। यसरी स्थानीय रूपमा सुरक्षित डाटालाई यो वेबसाइटको खुला-डाटा प्रणाली (API) मा स्वचालित रूपमा अपलोड गर्ने सफ्टवेयर हाल निर्माणको अन्तिम चरणमा छ। यो सेवा पूर्ण रूपमा सुरु नहुन्जेलसम्म हाम्रो वेबसाइटको ड्यासबोर्डमा केवल नमूना तथ्याङ्क (demonstration data) मात्र देखाइनेछ।
हाम्रो पहिलो प्रोटोटाइप (v0.1) हाल काठमाडौं महानगरपालिकाको IESH-KMC-001 स्टेसनमा फिल्ड परीक्षण भइरहेको छ। सेन्सरहरू, अफलाइन डाटा रेकर्डिङ, आन्तरिक सिकाइ पोर्टल र एकल-कमाण्डबाट सफ्टवेयर राख्ने प्रणाली पूर्ण रूपमा सञ्चालनमा छन्। क्लाउड सिंक हाल एकीकरणको अन्तिम चरणमा छ, जसले गर्दा स्थानीय तथ्याङ्क सुरक्षित रहे पनि अनलाइन राख्ने प्रक्रिया बाँकी छ। यस उपकरणका सबै हार्डवेयर डिजाइन र सफ्टवेयरहरू खुला-स्रोत (open-source) हुन्।
निर्माण इतिहास — v0 (२०२६) ▸
हाम्रो प्रारम्भिक प्रोटोटाइप v0 (Raspberry Pi 3B कम्प्युटर, DHT22, BMP280 र MQ-135 सेन्सरहरू भएको) ले बिना इन्टरनेट डाटा रेकर्ड गर्ने अवधारणा प्रमाणित गर्यो। साथै यसले DHT22 सेन्सरले बढी आर्द्रता देखाउने त्रुटि पनि उजागर गर्यो, जसले हामीलाई थप मोड्युलर v0.1 बनाउन मद्दत गर्यो। यो स्टेसन सन् २०२६ को सुरुवातसम्म काठमाडौंमा सञ्चालनमा थियो। हाल नयाँ स्थानहरूमा केवल v0.1 मात्र जडान गरिन्छ।
यो स्टेसनको प्रत्यक्ष तथ्याङ्क तपाईंको वेबसाइटमा एम्बेड गर्न तलको कोड प्रयोग गर्नुहोस्। तथ्याङ्क हरेक मिनेटमा स्वत: अपडेट हुन्छ।
उपलब्ध मापदण्डहरू: temperature_c, humidity_rh, pressure_hpa, pm2_5। थिम: dark वा light।