Как сделать анемометр на базе Arduino

Содержание

Основные виды и варианты использования анемометра

Наиболее распространенные модели анемометра – это:

Ручная модель с крыльчаткой, или так называемый лопастной анемометр. Его принцип действия напоминает работу вентилятора, что дало устройству еще одно название – вентиляционный анемометр. Попадая на широкую площадь поверхности лопастей, воздушная масса меняет интенсивность их вращения и позволяет легко рассчитать скорость ветра. От крыльчатки с помощью зубчатого колесного устройства запускается счетный механизм, отмечающий количество оборотов лопастей за единицу времени. Остается только вычислить скорость, которая будет равна произведению длины окружности траектории лопастей и количества оборотов. В числе главного преимущества данной модели – возможность определить не только скорость, но и направление ветра. Область применения лопастного анемометра – измерение параметров воздушных потоков в системах вентиляции и трубопроводах.

Сборка метеостанции с дисплеем 1602 и DHT11

Для этого проекта потребуется:

Arduino Uno / Arduino Nano;
жидкокристаллический дисплей 1602 I2C;
цифровой датчик DHT11 или DHT22;
провода «папа-мама», «папа-папа»;
макетная плата (при необходимости).

К Arduino Nano и Uno все датчики и дисплей подключаются по одной схеме — распиновка и подключение уже рассматривались на нашем сайте, поэтому не будем подробно останавливаться на этом моменте. Если у вас есть вопросы, то посмотрите следующие записи: Подключение DHT11 к Ардуино и Подключение LCD 1602 к Ардуино. Соберите метеостанцию на Ардуино с дисплеем 1602 и dht11, как на схеме ниже.

Схема подключения и настройки анемометра

Для точной настройки самодельного анемометра потребуется стандартная модель устройства, изготовленная в заводских условиях. В ходе одновременно выполняемых замеров показания обоих приборов должны полностью совпадать. В случае если достать готовую модель устройства не представляется возможным, самодельный анемометр можно проверить в ходе движения автомобиля в условиях полного отсутствия ветра. Количество вращений лопастей должно соответствовать показаниям спидометра. Остается только рассчитать радиус колеса в мм и сделать соответствующий перерасчет по геометрическим размерам анемометра.

После проверки точности измерения можно приступать к установке конструкции на крышу дома. Для этого понадобится достаточно высокий прочный шест, чтобы измеряемый поток воздушных масс не ограничивали расположенные рядом деревья и постройки. И для полного завершения работ остается только подключить электронную часть прибора. Теперь анемометр полностью готов выполнять свою основную функцию – фиксировать точную скорость ветра за окном.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Исходный код программы (скетча)

В коде программы мы будем считывать аналоговое напряжение с контакта A0 платы Arduino и строить его график. Данный график будет строиться с помощью соответствующей опции монитора последовательной связи Arduino IDE (Arduino’s graph plotter).

Arduino

int ledPin = 9;
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0);
//Map 0-1023 to discrete 0-50-100…250 values for LED
analogWrite(ledPin, sensorValue * (51.0 / 1023.0) * 50);

if(sensorValue > 0){
Serial.println(sensorValue);
Serial.print(» «);
}
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

intledPin=9;

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

intsensorValue=analogRead(A0);

//Map 0-1023 to discrete 0-50-100…250 values for LED

analogWrite(ledPin,sensorValue*(51.01023.0)*50);

if(sensorValue>){

Serial.println(sensorValue);

Serial.print(» «);

}

Как выбрать

При выборе той или иной модели в первую очередь нужно выяснить с какой целью будет использоваться прибор и в каких условиях.

Необходимо учесть все факторы, чтобы устройство оптимально подходило для решения поставленной перед ним задачи

Очень важно обратить внимание на:. технические характеристики (особенно – в каком диапазоне производится измерения скорости воздушного потока);

технические характеристики (особенно – в каком диапазоне производится измерения скорости воздушного потока);

критерии точности;

гарантийные случаи;

конструкцию корпуса (отдельно – диаметр чашек);

прочность материалов;

комплектацию прибора.

Преимуществом инструмента будет наличие вспомогательных функций, которые могут понадобиться при измерении, сборе или обработки данных замеров. Опция выбора единиц измерения – немаловажный фактор, который встречается далеко не в каждом анемометре.

Видео: Анемометр МС-13

Схема подключения

Подключите датчик влажности к аналоговому пину A0 на Arduino

Какая именно нога датчика подключена к пину A0 неважно

Питание мы обеспечиваем с платы Arduino, с выхода 5 вольт. К этому пину датчик подключается второй ногой через резистор 10 кОм.

Второй выход с датчика мы подключаем к земле — выход GND на плате.

По сути этого уже достаточно для работы датчика влажности. Но хотелось бы как то это все оживить. Для этого используем светодиоды, которые позволят нам визуально отслеживать уровень влажности.

Для их подключения использованы пины 13 (красный), 12 (зеленый) и 11 (голубой). Именно эти пины забиты в скетче, предложенном ниже. Естественно, вы можете использовать другие пины.

Анод красного светодиода (длинная нога) подключен к 13 пину. Резистор на 220 Ом подключается между катодом (короткая нога) светодиода и землей (выход GND).

Анод зеленого светодиода (длинная нога) подключен к 12 пину. Резистор на 220 Ом подключается между катодом (короткая нога) светодиода и землей (выход GND).

Анод голубого светодиода (длинная нога) подключен к 11 пину. Резистор на 220 Ом подключается между катодом (короткая нога) светодиода и землей (выход GND).

Все. Теперь можем переходить к программированию Arduino.

Анемометр своими руками: самая простая схема

Анемометр – прибор для измерения скорости ветра. Классический чашечный анемометр представляет собой чисто механический прибор, способный измерять скорость ветра в диапазоне от 2 до 20 м/с. Анемометр просто подсчитывает количество оборотов крыльчатки. Для определения скорости ветра надо отмерить количество оборотов за некоторый промежуток времени, например 30 с, а затем рассчитать количество делений которые проходит стрелка анемометра за 1 с. После этого для определения скорости ветра следует воспользоваться графиком.

Сконструировать его аналог проще всего на основе маломощного электромотора, например ДМ-03-3АМ 3 91, который выступает в роли генератора. Четырехлопастная крыльчатка анемометра взята готовая, приобретена на Aliexpress примерно за 1 доллар.

Диаметр крыльчатки 10 см, а высота 6 см.

Электромотор располагается в корпусе, сделанном из емкости для холодной сварки, в крышке которой прорезано отверстие для вала электродвигателя и ведущих от двигателя проводов.

К электродвигателю подключен диодный мост VD1 собранный на диодах Шоттки 1N5817. На выходе диодного моста подключен электролитический конденсатор C1 1000 мкФ х 16 В.

Дополнение

Не нагруженый ничем винт анемометра резко реагирует на каждый порыв и изменение скорости ветра. А нагруженый винт этого ветрогенератора все-таки запаздывает в реакциях, и из-за этого не синхронные данные в показаниях. Сегодня ветер 3-7 м/с, анемометр правда ловил пару порывов до 10м/с, но они длились менее секунды и ветрогенератор просто не упевал на них реагировать.

Спустя некоторое время наблюдений нарисовались некоторые средние значения силы тока от ветрогенератора при определенном ветре. Стартует винт с 3,5-4 м/с, зарядка 0.5А на 4м/с, 1А на 5м/с, 2,5А на 6м/с, 4А на 7м/с, 5А на 8м/с. Эти данные усредненные, так-как амперметр аналоговый стот, и я могу ошибаться до 0.5А в показаниях силы тока от ветрогенератора.

Источник

Таблица для определения скорости ветра по внешним признакам

характер ветра	скорость ветра м/сек	признаки
очень легкий	0-1	движение воздуха незаметно
1-3	движение воздуха едва заметно, шелестят листья
легкий	4-5	ветки слегка качаются, дым плывет в воздухе сохраняя очертания клубов
умеренный	6-7	ветки гнуться, ветер «слизывает» дым с трубы и перемешивает его в однородную массу, поднимается пыль
свежий	8-9	верхушки деревьев шумят и качаются
очень свежий	10-11	тонкие стволы деревьев гнутся, завывание ветра в трубах
сильный	12-14	листь срываются, на стоячей воде образуются волны с опрокидыванием гребней
резкий	15-16	тонкие ветки ломаются, затруднено движение против ветра
буря	17-19	толстые ветви ломаются, срывает кровельные покрытия
сильная буря	20-23	тонкие веревья ломаются

Собираясь осенью и или зимой на работу не всегда в темное время суток понятно, какая погода за окном, в частности какой ветер. Я думаю при сильном ветре полезно одеть детей потеплее, да и самому не плошать. При ненастье также любопытно знать скорость бушующего за окном ветра.

Вспоминая поговорку «готовь сани летом», решил летом построить своими руками анемометр. Опыт создания самодельных анемометров (измерителей скорости ветра) был, но конструкции создавались давно на старой электронной базе в 80 х годах прошлого века и время их не пощадило.

Утилизируя очередной видеомагнитофон, решил оставить от него след на Земле. Во всех видеомагнитофонах есть блок вращающихся головок. Это прецизионный узел высокой точности и надежности — сердце каждого видеомагнитофона. Узел сделан из нержавеющего металла с осью вращающейся головки на герметичных подшипниках.

Чашечное устройство

Прибор, называемый чашечным ручным анемометром, появился раньше других видов этих приборов. Отличается простотой устройства. Название он получил по виду лопастей крыльчатки, которые напоминают чайные чашки. По скорости их вращения определяется скорость воздушных потоков.

Крыльчатка (рисунок «б» № 1) состоит из четырех лопастей, смотрящих в одну сторону. Счетчик (рисунок «б» №2) спрятан в корпус из пластмассы.

Крыльчатку держит ось из металла, связанная нижним концом со счетчиком. Дужки из крепкой проволоки (рисунок «б» № 3) защищают крыльчатку от механической деформации.

Общий принцип работы

Измеряющая данные окружающей среды метеостанция на Ардуино состоит из нескольких основных компонентов:

собственно плата управления Arduino (например, Uno). На нее поступает информация со внешних датчиков, контроллер выполняет вычисления и выводит информацию на экран;
электронный дисплей — служит для отображения поступивших с контроллера данных в понятной человекочитаемой форме;
сенсор влажности температуры. В подобных схемах популярны датчики DHT11 и DHT22. Они регистрируют данные среды и отдают их контроллеру;
макетная плата — основа для сборки всех компонентов. На ней фиксируются все элементы метеостанции, по ней же прокладываются электрические соединения;
соединительные провода — с «оголенными» концами под пайку или оснащенные штекерами.

Кроме того, в плату понадобится залить соответствующее программное обеспечение — скетч. Его содержимое зависит от набора элементов и выполняемых задач, примеры скетчей мы также рассмотрим ниже.

Как сделать самодельный анемометр (измеритель скорости ветра)

Появилась задача собрать для одного проекта анемометр, чтобы снимать данные можно было на компьютере по интерфейсу USB. В статье речь пойдет больше о самом анемометре, чем о системе обработки данных с него:

1. Компоненты Итак, для изготовления изделия понадобились следующие компоненты: Шариковая мышь Mitsumi — 1 шт. Мячик для пинг-понга — 2 шт. Кусок оргстекла подходящего размера Медная проволока сечением 2,5 мм2 — 3 см Стержень от шариковой ручки — 1 шт. Палочка от конфеты чупа-чупс — 1 шт. Клипса для кабеля — 1 шт. Полый латунный бочонок 1 шт.

2. Изготовление крыльчатки

К латунному бочонку были припаяны 3 куска медной проволоки длиной 1 см каждый под углом 120 градусов. В отверстие бочонка я припаял стойку из китайского плеера с резьбой на конце. Трубочку от конфеты разрезал на 3 части длиной около 2 см. Разрезал пополам 2 шарика и с помощью мелких шурупов из того же плеера и полистирольного клея (клеевым пистолетом) прикрепил половинки шарика к трубочкам от чупа-чупса. Трубочки с половинками шарика надел на припаянные куски проволоки, сверху все закрепил клеем.

3. Изготовление основной части

Несущим элементом анемометра является металлический стержень от шариковой ручки. В нижнюю часть стержня (куда вставлялась пробка) я вставил диск от мышки (энкодер). В конструкции самой мышки нижняя часть энкодера упиралась в корпус мышки образуя точечный подшипник, там была смазка, поэтому энкодер легко крутился. Но нужно было зафиксировать верхнюю часть стержня, для этого я подобрал подходящий кусок пластика с отверстием точно по диаметру стержня (такой кусок был вырезан из системы выдвигания каретки CD-ROMa). Оставалось решить проблему с тем, чтобы стержень с энкодером не выпадал из точечного подшипника, поэтому на стержне непосредственно перед удерживающим элементом я напаял несколько капель припоя. Таким образом, стержень свободно крутился в удерживающей конструкции, но не выпадал из подшипника. Причина, по которой была выбрана схема с энкодером, следующая: все статьи о самодельных анемометрах в Интернете описывали их изготовление на базе двигателя постоянного тока от плеера, CD-ROMa или еще какого изделия. Проблема с такими устройствами во первых в их калибровке и малой точности при малой скорости ветра, а во вторых — в нелинейной характеристике скорости ветра по отношению к выходному напряжению, т.е. для передачи информации на компьютер есть определенные проблемы, нужно просчитывать закон изменения напряжения или тока от скорости ветра. При использовании энкодера такой проблемы нет, так как зависимость получается линейной. Точность высочайшая, так как энкодер дает около 50 импульсов на один оборот оси анемометра, но несколько усложняется схема преобразователя, в котором стоит микроконтроллер, считающий количество импульсов в секунду на одном из портов и выдающий это значение в порт USB.

4. Испытания и калибровка Для калибровки был использован лабораторный анемометр:

Весь процесс наглядно виден на роликах:

Спасибо за внимание

Датчик на Arduino Uno и плате расширения Troyka Shield

Рассмотрим еще одну погодную станцию. Ее особенности:

использование цифрового метеосенсора troyka;
термометр DS18B20;
барометр Troyka V2.
хранение данных на карточке MicroSD — для удобства их последующего анализа на любом устройстве.

Компоненты

Для проекта требуются:

контроллер Arduino Uno;
плата расширения Troyka Shield;
метеодатчик;
четырехразрядный цифровой дисплей-индикатор;
барометр с troyka-блоком подтяжки;
картридер и карточка micro-SD.

Порядок сборки

Система собирается по шагам.

Установить плату расширения на Ардуино.
Подключить к пинам шины I2C метеодатчик.
Подсоединить дисплей в разъемы e-f на схеме. Пин CS идет на пин 10 микрокомпьютера Ардуино.
Барометр вставляется в слот B, пины шины I2C.
Термометр подключается в слот C, пин 4. Для его работы потребуется дополнительный модуль подтяжки.
И, наконец, к слоту D и на пин 8 подключается картридер.

Схема подключения анемометра

Диоды Шоттки выбраны из-за того, что скорость вращения крыльчатки, в обычных условиях (если нет урагана) не очень велика. При скорости ветра около 6 м/с, на выходе прибора появляется напряжение около 0,5 В. В таких условиях рационально минимизировать потери на всех элементах схемы. По этой же причине в качестве соединительных проводов используются проводники избыточно большого сечения.

К выводам выпрямителя можно подключить любой вольтметр постоянного тока на 2 В. С его ролью отлично справляется мультиметр. Хотя использование отдельного стрелочного прибора позволяет непосредственно градуировать шкалу в скорости ветра.

Так как устройство планировалось эксплуатировать на улице диодный мост был залит в эпоксидную смолу. Как оказалось конденсатор был взят избыточно емкий так, что быстрые перепады напряжения и соответственно, порывы ветра прибор зафиксировать не может.

Используемые компоненты

Список деталей:

1 х Arduino NANO
1 х Модуль с датчиком VL53L0X
1 х Повышающий преобразователь
1 х Шаговый мотор
1 х Драйвер шагового мотора на микросхеме A4988
1 х Скользящие контакты (slip ring) на 6 проводов. Диаметр 12.5мм, длина 15мм или меньше
1 х 6710ZZ подшипник
1 х Датчик Холла 49E
1 х Макетная плата
1 х 100 мкФ электролитический конденсатор
1 х 5 мм х 1 мм неодимовый магнит

Так же понадобиться резистор на 10К, немного M3 винтов, гаек, вставных гаек (резьбовые вставки, insert nuts), «пасик» и напечатанный на 3D-принтере корпус, припой и паяльник.

Повышающий стабилизатор нужен для шагового мотора. Такие моторы обычно потребляют максимум сотни миллиампер. Стабилизатор желательно взять с запасом, допустим на 1А или больше. Выходное напряжение питания у стабилизатора, 12В или более. Выбирая стабилизатор, так же учитывайте, что они не должен быть слишком большой, иначе его нельзя будет поместить внутри корпуса.

Как правильно

Многие AVR чипы, включая серию ATmega и многие из ряда Attiny обеспечивают средства для измерения внутреннего опорного напряжения. Зачем это кому-то надо? Причина проста — путем измерения опорного напряжения мы можем определить точное значение Vcc.Вот как это делается:

Сначала устанавливаем опорное (reference) напряжение в значение Vcc
Измеряем внутреннее опорное напряжение
Рассчитываем величина Vcc

Наше измеренное напряжение

которое, как мы знаем равно 1.1В. Согласно даташиту на ATMEGA 328 оно может быть равно:

минимально 1.0В,
обычно 1.1В,
максимально 1.2В.

Забегая вперед скажу, что эта константа требует ручной калибровки, у меня она получилась равной 1.179В.

АЦП у Arduino имеет разрядность 10 бит, это означает, что входное напряжение от 0В до 5В преобразовывается в целочисленное значение от 0 до 1023. Вот откуда здесь число 1023.

Далее рассчитываем Vcc и получаем:

Другими словами, вся фишка в том, чтобы выяснить реальное напряжение питания Vcc, читая internal 1.1V reference и используя Vcc в качестве эталона. Затем с помощью простой математики высчитываем реальное Vcc.

Кусок кода функции выглядит так:

Примечание. Функцию analogReference() для смены опорного напряжения применять не нужно.

Подробности скетча будут ниже.

Делаем анемометр на Arduino для измерения скорости ветра

Анемометром называют устройство, использующиеся в метеорологии для показания скорости и направления ветровых волн. Составляющие компоненты: чашечная верхушка, крепко прицепленная к оси прибора, соединяется с механизмом измерения. Когда воздушный поток проходит сквозь приспособление, чашечки или лопасти активизируются и начинают вращаться вокруг осевого столба.

Конструируют метеорологический инструмент, учитывая, для какого конкретного действия он будет предназначен. Анемометр измеряет количество оборотных действий чашечек или лопастей вокруг осевого центра в определенное время, что обычно равняется расстоянию, после этого считается скорость ветровых потоков в средней величине.

В другом случае лопасти или чашечки присоединяются к индукционному тахометру, заряженному электричеством. Здесь скорость ветровых потоков показывается сразу: не нужно дополнительно просчитывать другие величины и наблюдать за меняющейся скоростью.

Вышеописанный прибор можно с легкостью сконструировать в домашних условиях. Статья ниже расскажет читателю, как сделать автоматический Arduino анемометр в домашних условиях.

Схема подключения анемометра

Установим в анемометр датчик велокомпьютера

1. Приклеим магнит

на вращающейся части узла. Во время крепления можно заодно провести работу по балансировке узла вращения. Магнит применен от комплекта велокомпьютера, единственно он вынут из пластмассового контейнера с помощью которого он крепится на спицах велосипеда. Балансировка необходима для устранения биений при вращении анемометра и как следствие раскачивания шеста и появления посторонних звуков в узлах крепления.

2. Просверлим в неподвижной части

узла отверстие диаметром 7мм и закрепим клеем герконовый датчик велокомпьютера в пластмассовом корпусе. При вклеивании датчика я собрал узел, положил на магнит кусочек картона толщиной 1мм, вставил датчик смазанный клеем в нужном месте в отверстие до касания с картоном и дополнительно промазал клееем. Такой способ установки датчика позволяет сохранить минимальный зазор между магнитом и датчиком и обеспечить надежное его срабатывание.

3. Проверяем работу узла
на отсутствия касаний и по надежности срабатывания датчика (проверяем тестером).

Термоанемометр

Принцип работы термоанемометра такой же, как и у всех акустических приборов – он измеряет скорость звука, а затем на основании этих данных передает информацию о скорости ветра. Данным прибор является электронным и используется чаще двух первых, к тому же он, работая по принципу акустического термодатчика, показывает температуру воздуха. Это ультразвуковой анемометр и его конструкция достаточно сложна. Поэтому его применяют для контроля микроклимата на рабочих местах в различных промышленных отраслях. В продаже существует много разновидностей портативных цифровых термоанемометров – анемометр тесто и проч.

Кроме трех вышеописанных, выпускается так называемый анемометр ручной индукционный «АРИ-49». В него вмонтирован электрический счетчик (рисунок «в»).

Схема подключения анемометра

Как сделать анемометр на базе arduino

Автор этой самоделки однажды столкнулся с вопросом, как можно определить, есть ли ветер в том месте, где он живет. Такой вопрос возник из-за того, что он хотел поставить ветряк для генерации электричества. С помощью этого хитроумного приспособления можно сделать замеры, как часто бывает ветер, с какой средней скоростью он дует и так далее. В качество основы для сбора и обработки информации лежит плата Arduino.

Материалы и инструменты для изготовления анемометра: — кусок квадратной трубы; — болгарка; — сварка; — подшипник; — развертка; — гвозди; — краска; — светодиодиодно-фототранзисторный датчик (можно вытащить из принтера); — схема Arduino; — минимальный набор инструмента.

Про анемометры: Бофорта шкала — Большая советская энциклопедия

Процесс изготовления:

Шаг первый. Изготавливаем датчик анемометра

Для изготовления датчика нужно взять кусок квадратной трубы и затем в ней вырезать окошко, через него потом будет происходить установка начинки. Внутри этой трубы нужно приварить металлическую пластину, она будет выступать в качестве держателя подшипника. Потом приваривается еще одна пластина для фиксирования нижнего подшипника.

Верх автор решил сделать в виде скатной крыше. Для этого берется четыре треугольника, сперва прихватывается сваркой, а затем хорошо проваривается.

Далее заготовка зажимается в тиски и диаметром сверла на 0.5 мм меньше, чем диаметр подшипника в нижней крышке и середине сверлится отверстие. Оба они нужны для подшипников. Чтобы подшипники встали на места с натяжкой, размер отверстий подгоняется разверткой. После того как подшипники были установлены, в них был вставлен гвоздь 100-ка. В середине окошка на него надевается пластмассовая шайба с четырьмя прорезями. Снизу гвоздя была нарезана резьба и затем на эту ось была накручена крыльчатка.

Шаг второй. Процесс изготовления крыльчатки

Чтобы изготовить крыльчатку нужно взять гайку и приварить к ней электродом на 2мм три гвоздя. Концы гвоздей обрезаются, и на них нарезается резьба. Затем на концы надеваются половинки от мячика.

В качестве держателя к корпусу был приварен шестигранный пруток из нержавеющей стали. А чтобы корпус не ржавел, он был покрыт белой эмалью.

Чтобы датчик мог считывать информацию, нужна шайба с прорезями. Автор достал ее из старой шариковой компьютерной мышки. Когда прорезь проходит перед светодиодно-фототранзисторным датчиком, он посылает сигнал электронике.

Что касается лопастей крыльчатки, то они сперва были изготовлены из теннисных мячиков. При таком размере лопастей крыльчатка заводится при ветре от 5 м/с. Чтобы сделать крыльчатку чувствительнее, были приобретены мячики диметром 55 мм, в таком случае крыльчатка начинает крутится уже при м/с. При этом измерение ведется до 22 м/с.

Шаг третий. Электронная часть

В качестве электронной схемы автор сперва использовал самодельную ЛУТ схему с добавлением зеленой макси из Китая. Но система не могла показывать скорость ветра в метрах/секунду. Она лишь отображала количество оборотов.

На данный момент идет сборка схемы на Arduino. Принцип работы анемометра автора точно такой, как и компьютерной мышки. Нужно теперь лишь соединить две схемы.

Было решено передать импульсы с фототранзистора на Arduino, при этом схема стала воспринимать такие сигналы как нажатия на кнопку. Чтобы получить скорость ветра, нужно просто посчитать, сколько идет нажатий на кнопку в течение определенного времени, скажем, в секунду.

Вот и все, теперь анемометр можно считать готовым. При необходимости в код можно добавить функцию, которая бы подсчитывала, сколько времени ветер дул с какой-то определенной скоростью. Такая самоделка будет отличным дополнением для тех, кто собирается установить ветряк или пристально следит за погодой.

anemometr.rar (скачиваний: 1118)

Calibrating the Wind Direction

The simplest way to set up the anemometer for wind direction calibration is to have the mounting arm pointing directly to north on the compass. This
means the direction that is obtained by converting the analog input value to a direction value will line up correctly with North. However if you are unable
to point the mounting arm to magnetic north then we need to apply an offset to our wind direction calculation to correct the wind direction reading.

To determine the offset to apply we need to point the wind vane to magnetic north. Using a compass we can determine the angle offset from the wind vane to the support
bar. The 0 to 1023 output value from the wind vane stays relative the metal support bar. We then translate the 0 — 1023 value to a 0 — 360 value it is still relative
to the support bar. However our magnetic north heading is now 40 degrees to the left of the support bar.

In the situation in the diagram above we need to add 40 to the translated wind direction so that our direction reading is now showing the calibrated wind direction. In the
sketch we now need to supply the offset value. To do this change the value on line 5 to #define Offset 40. In the situation below we need to subtract -45 from the wind
direction. We need to set the offset on line 5 to #define Offset -45.

If the magnetic north heading relative to the support bar is between 0 to 180 then we subtract the offset from the Direction output to get the adjusted wind direction.

If the magnetic north heading relative to the support bar is between 181 to 360 then we add the offset to the Direction output to get the adjusted wind direction.

This is not the only way to calibrate the wind direction but it works for the way we calculate wind direction in the software.

In the next part of the tutorial we discuss how to measure wind speed.

Калибровка прибора

Самодельный прибор обязательно должен быть откалиброван. Для калибровки лучше всего использовать автомобиль. Но понадобится какая-то мачта, чтобы анемометр не попал в зону возмущенного воздуха, создаваемого автомобилем. В противном случае показания будут сильно искажены.

Калибровку следует проводить только в безветренный день. Тогда процесс не затянется. Если же будет дуть ветер, придется долго ездить по дороге и вычислять средние значения скорости ветра. Нужно учитывать, что скорость спидометра измеряется в км/ч, а скорость ветра в м/с. Соотношение между ними – 3,6. Это значит, что показания спидометра потребуется разделить на это число.

Некоторые люди в процессе калибровки используют диктофон. Можно просто надиктовать показания спидометра и анемометра на электронное устройство. В домашних условиях вы сможете создать новую шкалу для своего самодельного анемометра. Только с помощью правильно откалиброванного прибора можно получить достоверные данные о ветровой обстановке в необходимой зоне.

Скетч для компьютера

Если при запуске появится сообщение, что не найдено Android SDK:

можно проигнорировать это сообщение и просто закрыть окно, нажав на крестик. Только при когда отобразиться окно программы, нужно будет переключить среду Processing из режима работы «Android» в режим «Java». Для этого слева вверху нажмите на «Android»:

И в появившемся меню выберете пункт «Java»:

После чего среда автоматически перезапустится:

Создайте новый скетч (файл -> создать) и скопируйте в него скетч:

Одно из отличий Processing от Arduino IDE заключается в том, как выбирается последовательный порт. В Processing порт выбирается не в меню, а в коде по индексу массива. При запуске скетча, внизу окна выводится список портов:

Найдите в списке порт, к которому подключена Arduino и в строчке:

myPort = new Serial(this, Serial.list(), 115200);

при необходимости поменяйте индекс. Если к примеру текущий порт «COM4», замените в коде ноль на единицу:

myPort = new Serial(this, Serial.list(), 115200);

https://vk.com/video_ext.php

Перевод: RobotoTehnika.ru

«чувствительный» анемометр

Технические характеристики: Диапазон измерения от 0.5 м/с до 3.5 м/с. Точность 0.5 м/с. Интервал обновления 2-5 сек.

Вырезать прямоугольник размером 3×2 дюйма (7.6×5.1 см).

Сделать разметку на три прямоугольника шириной 1 дюйм (2.53 см).

Очень важно использовать винтик со шлицем Pozidriv (PZ). Потому что в таком шлице игла не задевает боковых стенок

Длинна винта должна быть наименьшей, чтобы магнит находился как можно ниже. На фото используется винт 2×6 мм.

После закручивания винта, «крылья» аккуратно разводятся и крыльчатки придается нужная форма.

Чтобы магнит хорошо держался на винте, нужно прикрутить еще одну гайку. Но не закручивать её.

Из-за прикрепления неодимового магнита (размером 4x4x4 мм), поднимается центр тяжести крыльчатки и она становится нестабильной на игле. Чтобы опустить цент тяжести, к ВНУТРЕННЕЙ части «крыльев» нужно приклеить грузики (используются шайбы для винта 4 мм).

Крыльчатка может крутится не только на шиле, но и на ОЧЕНЬ ХОРОШО заточенных карандашах или на швейной игле прикрепленной к карандашу

На швейной игле крыльчатка крутится лучше всего, однако такой вариант требует большой осторожности и КАТЕГОРИЧЕСКИ НЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ДЕТЕЙ

Про анемометры: Термоанемометры KIMO LV 110 — LV 111 — LV 117 — купить | цена 48700 рублей

Зависимость частоты вращения от скорости ветра (на механическом карандаше 0.5 мм): 1.5 Hz — 1.4 m/s 4 Hz — 2.85 m/s 6 Hz — 3.4 m/s

Wind Direction Sketch

We can use this sketch to read the output from the wind vane. The sketch reads the analog pin value. We then convert the 0 to 1023 range
to a direction value that ranges from 0 to 360. We use the map command to translate the two value ranges. We are using the offset value of 0 on line
5 as we are have the support arm pointing to magnetic north. We discuss the calibration of the wind vane below.

Davis Wind Direction Sketch
(Download)

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455

int VaneValue;// raw analog value from wind vane
int Direction;// translated 0 — 360 direction
int CalDirection;// converted value with offset applied
int LastValue;
#define Offset 0;
void setup() {
LastValue = 1;
Serial.begin(9600);
Serial.println(«Vane Value\tDirection\tHeading»);
}
voidloop() {
VaneValue = analogRead(A4);
Direction = map(VaneValue, 0, 1023, 0, 360);
CalDirection = Direction + Offset;
if(CalDirection > 360)
CalDirection = CalDirection — 360;
if(CalDirection CalDirection = CalDirection + 360;
// Only update the display if change greater than 2 degrees.
if(abs(CalDirection — LastValue) > 5)
{
Serial.print(VaneValue); Serial.print(«\t\t»);
Serial.print(CalDirection); Serial.print(«\t\t»);
getHeading(CalDirection);
LastValue = CalDirection;
}
}
// Converts compass direction to heading
void getHeading(int direction) {
if(direction Serial.println(«N»);
else if (direction Serial.println(«NE»);
else if (direction Serial.println(«E»);
else if (direction Serial.println(«SE»);
else if (direction Serial.println(«S»);
else if (direction Serial.println(«SW»);
else if (direction Serial.println(«W»);
else if (direction Serial.println(«NW»);
else
Serial.println(«N»);
}

The output from the sketch is the vane output value (0 — 1023) in the first column and the translated direction value (0 — 360) in the second
column. At this stage the vane output value of 0 will correspond to a direction value of 0. Likewise the vane output value of 1023 will display
as 360 in the direction column.

This sketch output was generated by rotating the wind vane by hand.

Чашечный анемометр своими руками: схема устройства

Для изготовления самодельного анемометра в домашних условиях понадобится старая модель видеомагнитофона. Его блок вращения головок станет основой будущей конструкции. Для этого с узла снимают лишние детали, чтобы получить в остатке только каркас с осью, блок подшипников и шайбу для крепления двигателя. Всего перечисленного вполне достаточно для замеров и расчета энергии ветра. Для дальнейшей работы потребуются домашние электроинструменты и немного терпения:

Во вращающейся части высверливаются отверстия диаметром 4мм, на которых будут устанавливаться чашки лопастей. Три отверстия на одной из них уже есть – это места креплений внутренних узлов в разобранном магнитофоне. По ним стоит ориентироваться, выбирая места для оставшихся девяти отверстий.
В отверстия вставляют болты типа М4 длиной 10мм. Надежно закрепить чашки и исключить их вращение на оси лопасти помогут резиновые шайбы, вырезанные из старой велосипедной камеры.
Теперь нужно взять 4 пластмассовые кружки для воды одного размера и просверлить в дне отверстие 4мм. Ручки чашек срезают «под корень».
Чашки крепят на оси, разворачивая их в одном направлении и фиксируя с помощью болтов и резиновых шайб. Полностью собранная конструкция должна легко вращаться под воздействием даже легкого ветра.