DIY miernik prędkości wiatru
Powstało zadanie polegające na złożeniu anemometru na potrzeby jednego projektu tak, aby dane można było pobierać na komputer poprzez interfejs USB. W tym artykule skupimy się bardziej na samym anemometrze niż na systemie przetwarzania z niego danych:
1. Komponenty
Tak więc do wytworzenia produktu potrzebne były następujące komponenty:
Mysz kulkowa Mitsumi - 1 szt.
Piłeczki do ping-ponga – 2 szt.
Kawałek plexi o odpowiedniej wielkości
Drut miedziany o przekroju 2,5 mm2 - 3 cm
Wkład do długopisu - 1 szt.
Cukierki Chupa Chups - 1 szt.
Klips do kabla - 1 szt.
Beczka mosiężna pusta 1 szt.
2. Produkcja wirników
Tak więc do wytworzenia produktu potrzebne były następujące komponenty:
Mysz kulkowa Mitsumi - 1 szt.
Piłeczki do ping-ponga – 2 szt.
Kawałek plexi o odpowiedniej wielkości
Drut miedziany o przekroju 2,5 mm2 - 3 cm
Wkład do długopisu - 1 szt.
Cukierki Chupa Chups - 1 szt.
Klips do kabla - 1 szt.
Beczka mosiężna pusta 1 szt.
2. Produkcja wirników
Do mosiężnej lufy przylutowano 3 kawałki drutu miedzianego o długości 1 cm każdy pod kątem 120 stopni. W otwór lufy wlutowałem podstawkę od chińskiego odtwarzacza z gwintem na końcu.
Rurkę po cukierku przecięłam na 3 kawałki o długości około 2 cm.
Przeciąłem 2 kulki na pół i za pomocą małych śrubek z tego samego odtwarzacza oraz kleju styropianowego (z pistoletu do klejenia) przymocowałem połówki kulek do tubek lizaków.
Rurki z połówkami kulek umieściłem na przylutowanych kawałkach drutu i zabezpieczyłem wszystko od góry klejem.
3. Wykonanie części głównej
Rurkę po cukierku przecięłam na 3 kawałki o długości około 2 cm.
Przeciąłem 2 kulki na pół i za pomocą małych śrubek z tego samego odtwarzacza oraz kleju styropianowego (z pistoletu do klejenia) przymocowałem połówki kulek do tubek lizaków.
Rurki z połówkami kulek umieściłem na przylutowanych kawałkach drutu i zabezpieczyłem wszystko od góry klejem.
3. Wykonanie części głównej
Elementem nośnym anemometru jest metalowy pręt wykonany z długopisu.Włożyłem dysk myszy (enkoder) w dolną część pręta (w miejscu włożenia wtyczki). W konstrukcji samej myszy dolna część kodera opierała się o korpus myszy, tworząc łożysko punktowe; znajdował się tam smar, dzięki czemu koder łatwo się obracał. Konieczne było jednak przymocowanie górnej części pręta, w tym celu wybrałem odpowiedni kawałek plastiku z otworem dokładnie o średnicy pręta (taki kawałek został wycięty z układu wyrzucania karetki CD-ROMa). Pozostało rozwiązać problem zapewnienia, że pręt z enkoderem nie wypadnie z łożyska punktowego, dlatego wlutowałem kilka kropli lutowia na pręt bezpośrednio przed elementem trzymającym. W ten sposób pręt obracał się swobodnie w konstrukcji trzymającej, ale nie wypadał z łożyska.
Powód wyboru układu z enkoderem jest następujący: wszystkie artykuły w Internecie dotyczące domowych anemometrów opisywały ich produkcję w oparciu o silnik prądu stałego z odtwarzacza, płyty CD-ROM lub innego produktu. Problemem takich urządzeń jest po pierwsze ich kalibracja i mała dokładność przy małych prędkościach wiatru, a po drugie nieliniowa charakterystyka prędkości wiatru w funkcji napięcia wyjściowego, tj. Istnieją pewne problemy z przesyłaniem informacji do komputera, należy obliczyć prawo zmian napięcia lub prądu w zależności od prędkości wiatru. Podczas korzystania z enkodera nie ma takiego problemu, ponieważ zależność jest liniowa. Dokładność jest najwyższa, ponieważ enkoder daje około 50 impulsów na obrót osi anemometru, ale obwód przetwornika jest nieco bardziej skomplikowany, który zawiera mikrokontroler, który zlicza liczbę impulsów na sekundę na jednym z portów i wyprowadza tę wartość do portu USB.
4. Testowanie i kalibracja
Do kalibracji wykorzystano anemometr laboratoryjny
Powód wyboru układu z enkoderem jest następujący: wszystkie artykuły w Internecie dotyczące domowych anemometrów opisywały ich produkcję w oparciu o silnik prądu stałego z odtwarzacza, płyty CD-ROM lub innego produktu. Problemem takich urządzeń jest po pierwsze ich kalibracja i mała dokładność przy małych prędkościach wiatru, a po drugie nieliniowa charakterystyka prędkości wiatru w funkcji napięcia wyjściowego, tj. Istnieją pewne problemy z przesyłaniem informacji do komputera, należy obliczyć prawo zmian napięcia lub prądu w zależności od prędkości wiatru. Podczas korzystania z enkodera nie ma takiego problemu, ponieważ zależność jest liniowa. Dokładność jest najwyższa, ponieważ enkoder daje około 50 impulsów na obrót osi anemometru, ale obwód przetwornika jest nieco bardziej skomplikowany, który zawiera mikrokontroler, który zlicza liczbę impulsów na sekundę na jednym z portów i wyprowadza tę wartość do portu USB.
4. Testowanie i kalibracja
Do kalibracji wykorzystano anemometr laboratoryjny
