เราสร้างอย่างเปิดเผย นี่คือทุกอย่าง ตามจริง

สถาปัตยกรรม

ภายใน HERD One มีอะไรบ้าง

ไม่มีอะไรพิสดาร ไม่มีเวทมนตร์ บารอมิเตอร์ MEMS เกรดผู้บริโภค ไมโครคอนโทรลเลอร์พร้อม Wi-Fi การซิงค์เวลาด้วย GPS — และวินัยที่จะใช้มันให้ถูกต้อง

HERD One — sensor architecture v2. Three BMP390 barometers share one SPI bus (a chip-select per sensor); an ESP32-S3 samples them off a hardware timer at ~50 Hz and decimates to a 25 samples/s stream, while GPS 1PPS disciplines the clock to UTC for cross-station correlation. Hot writes buffer in FRAM and flush to microSD in ≥4 KB blocks; a switching buck feeds the 3.3 V rail.

การตัดสินใจสามข้อค้ำจุนอุปกรณ์ทั้งเครื่อง บารอมิเตอร์สามตัวแทนที่จะเป็นตัวเดียว — การเฉลี่ยสัญญาณรบกวนของเซ็นเซอร์ที่ไม่สัมพันธ์กันให้ผลดีขึ้น √3 ในระดับสัญญาณรบกวน นี่คือการเพิ่มความไวที่ถูกที่สุดในโลก การซิงค์ PPS ด้วย GPS — สำหรับการหาความสัมพันธ์ในเครือข่าย ความแม่นยำของเวลาระดับไมโครวินาทีสำคัญยิ่งกว่าความไวของสถานีเดี่ยวใด ๆ บัฟเฟอร์วงแหวน 72 ชั่วโมง — Wi-Fi บ้านหลุด เราเตอร์รีบูต รหัสผ่านเปลี่ยน สถานียังบันทึกต่อและส่งข้อมูลตามมาเมื่อการเชื่อมต่อกลับมา

ทำไมจึงไม่ตรวจจับบนตัวอุปกรณ์? เพราะสถานีเดียวแยกไม่ออกว่าเป็นสึนามิ ประตูที่ปิดดังปัง หรือรถบรรทุกที่แล่นผ่าน หัวใจของ HERD คือประตูที่ปิดดังปังไม่สามารถมีเฟสตรงกันตลอดแนวชายฝั่ง 200 กิโลเมตรได้ เครื่องมือคือเครือข่าย ส่วนอุปกรณ์คือไมโครโฟนที่ซื่อสัตย์หนึ่งตัวในคณะประสานเสียง

โหนดเดียวกัน สองรูปแบบ เราสร้างรุ่นสำหรับบ้านก่อน — ใช้ไฟบ้าน/USB สำหรับบ้าน โรงแรม และร้านค้าตลอดแนวชายฝั่งที่มีผู้คนอาศัย ถัดไปในแผนงานคือโหนดพกพาใช้แบตเตอรี่ในรูปทรงพวงกุญแจสำหรับขายปลีก ซื้อที่เคาน์เตอร์ เปิดสวิตช์ แล้วห้อยไว้กับกุญแจหรือกระเป๋าของคุณ การขายปลีกคือวิธีเพิ่มความหนาแน่นของเครือข่ายอย่างรวดเร็ว — และความหนาแน่นคือเดิมพันทั้งหมด ยิ่งมีไมโครโฟนที่ซื่อสัตย์ในคณะประสานเสียงมากเท่าไร เครือข่ายก็ยิ่งแยกเหตุการณ์จริงออกจากสัญญาณรบกวนได้อย่างมั่นใจมากขึ้นเท่านั้น

แบบวงจร

ผังการต่อ Proto-0 ประกอบได้ในวันหยุดสุดสัปดาห์

ไฟล์ KiCad และไฟล์บอร์ดฉบับเต็มจะขึ้น GitHub ทันทีที่ Proto-0 ผ่านการตรวจสอบเทียบกับเครื่องมืออ้างอิง ระหว่างนี้คือผังการเดินสายระดับโมดูลที่แม่นยำ ซึ่งเราใช้ประกอบชุดทดสอบจากชิ้นส่วนสำเร็จรูป เพียงพอที่จะทำซ้ำชุดทดสอบของเราบนเบรดบอร์ด

ชุดทดสอบ DIY ของ Proto-0 ผังการเดินสายระดับโมดูล บารอมิเตอร์ทั้งสามตัวอยู่บนบัส SPI เส้นเดียวกัน โดยแต่ละตัวมี chip-select ของตัวเอง จังหวะการสุ่มจึงคงที่และจำนวนเซ็นเซอร์ไม่ถูกจำกัดด้วยที่อยู่ I²C ชิป FRAM บน SPI ทำหน้าที่บัฟเฟอร์และเขียนลง microSD เป็นบล็อกใหญ่ ไฟดับกลางคันจึงไม่ทำให้บันทึกหลายชั่วโมงเสียหาย สัญญาณ PPS จาก GPS เข้าขาอินเทอร์รัปต์แยกต่างหาก — มาร์กเวลาผูกกับพัลส์ ไม่ใช่กับความหน่วงของ Wi-Fi

เฟิร์มแวร์ของชุดทดสอบนี้จะเปิดเผยพร้อมกับการบันทึกคู่ขนานชุดแรกที่เทียบกับเครื่องมืออ้างอิง ลิงก์ GitHub จะปรากฏตรงนี้ — และใช่ รูปทรงของช่องรับกันลมก็จะอยู่ในรีโพด้วย

เรื่องเงินอีกครั้ง

ต้นทุนแยกตามชิ้นส่วน ตัวเลขจริง

ความโปร่งใสแบบสุดขั้วเดียวกับรายละเอียด $25 ของเรา — แต่ลงลึกถึงระดับชิ้นส่วน ล็อตแรกเทียบกับสิ่งที่จะเป็นไปได้เมื่อผลิต 10,000 ชิ้นขึ้นไป

ชิ้นส่วน	ล็อตแรก	ที่ 10k+ ชิ้น
บารอมิเตอร์ MEMS 3 ตัว เกรด Bosch BMP390; ทดสอบ A/B ใน Proto-1: BMP581 vs DPS368	$2.70	$1.80
โมดูล ESP32-S3 Wi-Fi สองคอร์: เก็บข้อมูลคอร์หนึ่ง ส่งอีกคอร์หนึ่ง	$2.20	$1.60
โมดูล GPS u-blox NEO-8M พิกัด + เวลา PPS	$1.80	$1.20
การ์ด microSD + บัฟเฟอร์ FRAM (SPI) ล็อก 72 ชม. ทนไฟดับ	$1.60	$0.90
บอร์ด ไฟเลี้ยง และอุปกรณ์พาสซีฟ บั๊ก (switching) 5V → 3.3V	$2.00	$0.80
ตัวเรือน + ช่องรับกันลม แม่พิมพ์เฉลี่ยต้นทุนเมื่อผลิตจำนวนมาก	$1.70	$1.10
การประกอบ ทดสอบ และสอบเทียบ	$1.50	$1.10
บรรจุภัณฑ์	$0.50	$0.50
ต้นทุนฮาร์ดแวร์ต่อชิ้น	$14	$9

ตัวเลขจากการสำรวจการจัดหาของเรา (ราคา LCSC/JLCPCB ใบเสนอราคา Seeed/Alibaba ODM) ไม่ใช่สัญญากับซัพพลายเออร์ — ตัวเลขจริงของแต่ละล็อตเราจะเผยแพร่พร้อมการตรวจสอบ การรับรอง (CE/FCC) เป็นค่าใช้จ่ายครั้งเดียวราว $3–5k ไม่รวมในราคาต่อชิ้น เมื่อบวกค่าจัดส่งถึงบ้าน การสนับสนุน และการคืนสินค้าเข้าไปกับฮาร์ดแวร์ ฮาร์ดแวร์ล็อตแรกราว $14 ต่อชิ้น (และมุ่งสู่ ~$9 เมื่อผลิต 10k+) จึงเป็นบรรทัดต้นทุนในรายละเอียด $25 ของเรา

ข้อมูลและการรับส่ง

มันส่งอะไร และคุณต้องจ่ายเท่าไร แทบไม่มีเลย

อินฟราซาวด์ไม่ใช่ไฟล์เสียง สัญญาณที่เราตามล่าอยู่ในย่าน 0.001–10 Hz การวัดความดัน 25 ครั้งต่อวินาทีจึงเพียงพอ — และความดันที่เปลี่ยนช้าก็ถูกบีบอัดได้ 4–8 เท่าด้วยการเข้ารหัสแบบเดลตา

โหมด	ส่งอะไร	ข้อมูล / เดือน
เต็มรูปแบบ ค่าเริ่มต้น Wi-Fi บ้าน	สตรีมบีบอัด 25 Hz ต่อเนื่อง เป็นแพ็กเก็ตรายนาที	30–80 MB
ประหยัด การเชื่อมต่อจำกัด / LTE	สรุปรายวินาทีตามย่านความถี่ ส่งหน้าต่างข้อมูลดิบเฉพาะเมื่อทริกเกอร์หรือคลาวด์ร้องขอ	3–10 MB
วิจัย สถานี Proto-0	ข้อมูลดิบทั้งหมด ไม่มีการประหยัด	0.3–1 GB

เคล็ดลับของโหมดประหยัด: ข้อมูลดิบถูกบันทึกไว้ในเครื่องเสมอ หากคลาวด์เห็นความสัมพันธ์น่าสงสัยที่สถานีเพื่อนบ้านของคุณ มันจะขอหน้าต่างข้อมูลจากสถานีของคุณย้อนหลัง งานวิทยาศาสตร์เต็มรูปแบบของเครือข่าย ด้วยปริมาณข้อมูลเท่าแอปแชต

พิสูจน์ว่ามันได้ผล

สอบเทียบกับเครื่องมือจริง

การอ้างว่าอุปกรณ์ราคา $25 ได้ยินอินฟราซาวด์นั้นง่าย แต่การพิสูจน์คือเกมทั้งหมด Proto-0 ทำงานเคียงข้าง Infiltec INFRA20 — เครื่องตรวจอินฟราซาวด์ระดับวิจัย (0.05–20 Hz ความละเอียด 0.001 Pa) ที่เครือข่ายมือสมัครเล่นและวงวิชาการทั่วโลกใช้กัน ทุกคำกล่าวอ้างเรื่องระดับสัญญาณรบกวนของเราจะวางคู่กับการบันทึกของเครื่องอ้างอิง

ลำดับการตรวจสอบ: ชุดทดสอบ DIY สองชุดจากโมดูลสำเร็จรูป → ล็อตเล็ก 10 บอร์ดบน PCB จริง → การบันทึกคู่ขนานเทียบกับเครื่องอ้างอิง เผยแพร่ในรูปแบบดิบ งานวิจัยที่ผ่านการตรวจทาน (peer-reviewed) ฉบับล่าสุด (ดูหน้าวิทยาศาสตร์ของเรา) ได้แสดงแล้วว่าบารอมิเตอร์ MEMS เกรดผู้บริโภคจับแรงระเบิดของภูเขาไฟได้ในระยะหลายร้อยกิโลเมตร — เรายืนอยู่บนพื้นฐานที่ตีพิมพ์แล้ว ไม่ใช่บนความหวัง

เปิดทุกอย่าง ยกเว้นสิ่งเดียว

สิ่งที่เราเผยแพร่ — และสิ่งเดียวที่เราไม่เผย