DIY mjerač smjera vjetra. Koje vrste anemometra postoje, kako se njime koristiti i možete li ga sami napraviti?

Napravio sam mjerač brzine vjetra za buduću meteorološku stanicu. Nisam siguran, međutim, da će raditi normalno, jer... Nemam iskustva na području izrade anemometara. Ali sam se dobro zabavio s optocouplerom od miša s kuglicom i provjerio njegove mogućnosti u pogledu mjerenja brzine (frekvencije) vrtnje

Uzeo sam sovjetski koračni motor iz domovine hrane

Rastavio sam ga, istresao sve nepotrebno iz njega: skinuo stator, istisnuo lančanike i magnet na rotoru. Eto koliko je nepotrebnih stvari izašlo

Ostalo je samo vratilo rotora, kućište i ležajevi. Oprao sam ležajeve benzinom da uklonim masnoću koja se na hladnoći smrzava. Skupio sam ostatke, ovo će biti osnova mehaničkog dijela. Zatim sam izrezao komad isprintana matična ploča kompjuterski miš s optokaplerom. Kod osovine kotača kroz termoskupljajuća cijev spojen na osovinu motora. Optokapler je bio postavljen na nosač

Spojio sam klin na drugi kraj izlazne osovine i učvrstio ga cijevi s vanjske strane.

Cijev čvrsto pristaje na osovinu, ali za pouzdanost sam dodatno ulio epoksid unutra

Prelazim na probe na moru. Zalemio krug

Napisao sam mali program - tahometar, koji pomoću formule izračunava broj okretaja u skladu s brojem impulsa primljenih na ulazu mikrokontrolera po jedinici vremena. Svako mjerenje traje 1 sekundu. Rezultati mjerenja bilježe se u podatkovnom nizu. Zatim se izračunavaju prosječna (RPM) i maksimalna brzina vrtnje (RPMMAX). Možete preuzeti skicu za Arduino

Motor je spojen na osovinu istosmjerna struja, i okretao ga različitim brzinama.

Moguće je izmjeriti brzinu vrtnje do otprilike 1800 okretaja u minuti, što odgovara 30 okretaja u minuti. S daljnjim povećanjem brzine vrtnje, očitanja se naglo smanjuju. Nije jasno što na to utječe - ili sam algoritam nema vremena za brojanje, ili fototranzistor nije dovoljno brz. Ili možda oboje. U svakom slučaju, krug je prilično funkcionalan kao anemometar.

Kako biste zaštitili proizvod od atmosferskih utjecaja, potrebno ga je sve staviti u zatvorenu kutiju. U tu svrhu uzeo sam kućište s neispravnog motora

Istresao mu utrobu

S mišlju "od čega bi bio impeler?" prošetao do trgovine dječjom robom. Malo sam lutao i konačno našao pravu zvečku! Kupio sam ga i donio kući

Izvadila sam 2 velike kuglice. Njihov promjer je 50 mm

Pa, kao što ste vjerojatno već pogodili, svaku sam plastičnu kuglicu prepilio na dvije jednake polovice. Polovice su obojene, bilo je vrlo dobro rezati - linija rezanja je jasno vidljiva. Čuda pretvaranja kuglica u impelere:

Napravio sam postolja koja drže impelere od žbica kišobrana. Lagane su i izdržljive. Pričvrstio sam postolje za šalice pomoću M3 vijaka, a drugi kraj stavio na osovinu. Duljina regala odabrana je proizvoljno, oko 70 mm. Ne znam je li ovo puno ili malo. Također je nejasno - koliko šalica je potrebno? Na Internetu sam našla dizajne s 3 komada, pa sam za sada isto napravila s 3. Kompletan proizvod

Ispostavilo se da je to prilično impresivna naprava. Malo je vjerojatno da će osjetiti slab vjetar, ali bi trebao nekako reagirati na tornada i uragane. Testovi će pokazati. Ima li netko kakvu ideju kako to poboljšati? mehanički dio poboljšati performanse?

Uradi sam mjerač brzine vjetra

Nametnuo se zadatak da se za jedan projekt sastavi anemometar kako bi se podaci mogli preuzimati na računalu preko USB sučelja. Ovaj članak će se više fokusirati na sam anemometar nego na sustav za obradu podataka s njega:

1. Komponente

Dakle, za proizvodnju proizvoda bile su potrebne sljedeće komponente:
Mitsumi loptasti miš - 1 kom.
Ping-pong loptica - 2 kom.
Komad pleksiglasa odgovarajuće veličine
Bakrena žica s presjekom od 2,5 mm2 - 3 cm
Uložak za kemijsku olovku - 1 kom.
Chupa Chups bombon u štapiću - 1 kom.
Stezaljka za kabel - 1 kom.
Šuplja mesingana cijev 1 kom.

2. Izrada impelera

3 komada bakrene žice, svaki duljine 1 cm, zalemljena su na mjedenu cijev pod kutom od 120 stupnjeva. U rupu cijevi zalemio sam stalak kineskog igrača s navojem na kraju.

Cjevčicu bombona sam izrezala na 3 dijela dužine oko 2 cm.

Prerezao sam 2 loptice na pola i pomoću malih vijaka iz istog igrača i polistirenskog ljepila ( pištolj za ljepilo) pričvrstio polovice lopte na cijevi lizalice.

Cjevčice s polovicama kuglica stavio sam na zalemljene komade žice i sve pričvrstio na vrhu ljepilom.

3. Izrada glavnog dijela

Nosivi element anemometra je metalna šipka od kemijske olovke. U donji dio šipke (gdje je bio utikač) ubacio sam disk miša (enkoder). U samom dizajnu miša, donji dio enkodera je bio naslonjen na tijelo miša kako bi formirao točkasti ležaj; tamo je bilo maziva, tako da se enkoder lako okretao. Ali bilo je potrebno popraviti gornji dio šipke, za to sam odabrao odgovarajući komad plastike s rupom točno promjera šipke (takav je komad izrezan iz sustava za izbacivanje nosača CD-ROMa). Preostalo je još riješiti problem da šipka s enkoderom ne ispadne iz šiljastog ležaja, pa sam zalemio nekoliko kapi lema na šipku neposredno ispred držača. Dakle, šipka se slobodno okretala u strukturi držanja, ali nije ispala iz ležaja.

Razlog zašto je odabran sklop s enkoderom je sljedeći: svi članci o kućnim anemometrima na internetu opisuju njihovu proizvodnju na temelju istosmjernog motora iz playera, CD-ROM-a ili nekog drugog proizvoda. Problem kod ovakvih uređaja je, prvo, njihova kalibracija i mala točnost pri malim brzinama vjetra, a drugo, nelinearna karakteristika brzine vjetra u odnosu na izlazni napon, tj. Postoje određeni problemi u prijenosu informacija na računalo, potrebno je izračunati zakon promjene napona ili struje ovisno o brzini vjetra. Kod korištenja enkodera nema takvog problema, jer je ovisnost linearna. Točnost je najveća jer enkoder daje oko 50 impulsa po okretaju osi anemometra, ali je nešto kompliciraniji sklop pretvarača koji sadrži mikrokontroler koji na jednom od priključaka broji broj impulsa u sekundi i ispisuje tu vrijednost. na USB priključak.

4. Ispitivanje i umjeravanje

Za kalibraciju je korišten laboratorijski anemometar

Za izradu uređaja koji mjeri brzinu protoka zraka trebat će vam dostupni alati. Na primjer, možete koristiti plastične polovice kao oštrice anemometra. Uskrsna jaja. Svakako će vam trebati i kompaktni motor bez četkica za stalni magneti. Glavna stvar je da je otpor ležajeva na osovini motora minimalan. Ovaj zahtjev je zbog činjenice da vjetar može biti vrlo slab, a tada se osovina motora jednostavno neće okrenuti. Za izradu anemometra, motor sa starog tvrdog diska će učiniti.

Glavna poteškoća pri sastavljanju anemometra je izrada uravnoteženog rotora. Motor će morati biti postavljen na masivnu podlogu, a na njegov rotor će biti montiran debeli plastični disk. Zatim morate pažljivo izrezati tri identične polutke od plastičnih jaja. Oni su pričvršćeni na disk pomoću klinova ili čeličnih šipki. U ovom slučaju, disk se prvo mora podijeliti na sektore od 120 stupnjeva.

Preporuča se provesti balansiranje u prostoriji u kojoj nema apsolutno nikakvog kretanja vjetra. Os anemometra mora biti u vodoravnom položaju. Podešavanje težine obično se vrši pomoću igličastih turpija. Ideja je da se rotor zaustavi u bilo kojem položaju, a ne u istom.

Kalibracija instrumenta

Domaći uređaj mora biti kalibriran. Za kalibraciju je najbolje koristiti vozilo. Ali trebat će vam neka vrsta jarbola kako biste izbjegli ulazak u zonu poremećenog zraka koji stvara automobil. Inače će očitanja biti jako iskrivljena.

Kalibraciju treba provoditi samo tijekom mirnog dana. Tada se proces neće odgoditi. Ako puše vjetar, morat ćete se dugo voziti cestom i izračunati prosječnu brzinu vjetra. Mora se uzeti u obzir da se brzina na brzinomjeru mjeri u km/h, a brzina vjetra u m/s. Omjer između njih je 3,6. To znači da će se očitanje brzinomjera morati podijeliti s tim brojem.

Neki ljudi koriste diktafon tijekom postupka kalibracije. Možete jednostavno diktirati očitanja brzinomjera i anemometra elektroničkom uređaju. Ovdje možete izraditi novu ljestvicu za svoj vlastiti anemometar. Samo uz pomoć ispravno kalibriranog uređaja mogu se dobiti pouzdani podaci o uvjetima vjetra u traženom području.

Možda nikada niste iskusili orkanske vjetrove, ali bez obzira gdje živite, vjerojatno ste iskusili i mirne i vjetrovite dane. Napravite anemometar, jednostavnu spravu za mjerenje brzine vjetra, i za vjetrovitog dana zabilježite snagu vjetra u vašem području.

Trebat će vam:

Debeli drveni tipl
tanak drvene šipke
uže i visak
šalica jogurta
ljepljiva traka (vodootporna)
kvačice
karton u boji
bakrena cijev
ljepilo
škare

1. Uzmite debeli drveni tipl i čvrsto ga umetnite bakrena cijev. Ovo će biti stalak za anemometar.

2. Zamolite odraslu osobu da vam pomogne izbušiti rupu kroz pult. Promjer rupe trebao bi odgovarati debljini jedne od tankih šipki. Napravite utor na jednom kraju ove tanke šipke. Umetnite ga u stalak i učvrstite kao što je prikazano na slici.

3. Izrežite vrh i rub strelice od kartona i pričvrstite ih na krajeve tanke šipke.

4. Izrežite četvrtinu kruga od kartona u boji i pričvrstite ga na strelicu pomoću ljepljive trake.

5. Uzmite veliku šalicu jogurta. Zalijepite ga na jedan kraj drugog tankog komada drveta.

6. Neka vam odrasla osoba pomogne izbušiti malu rupu na drugom kraju druge šipke, zatim je pričvrstite iglom ili čavlima na vrh stupa. Provjerite može li se šipka slobodno okretati.

7. Odaberite prikladno mjesto za promatranje na otvorenom. Zabijte bakrenu cijev u zemlju i zatim umetnite stup u nju. Učvrstite stalak u željenom položaju pomoću kvačice. Instalirajte postolje strogo okomito, viseći visak sa strelice (možete koristiti maticu kao visak). Visak uže mora visjeti strogo paralelno s postoljem.

Vjetar okreće iglu anemometra tako da pokazuje smjer iz kojeg vjetar puše.
Šalica za jogurt i šipka zajedno s njom će se podići do vrha. Što je jači vjetar, indikatorska šipka se više diže.

Beaufortova ljestvica

Ovo je ljestvica za mjerenje brzine vjetra, na temelju promatranja prirode. Vagu je izumio engleski admiral Sir Francis Beaufort prije gotovo 200 godina.

Brzina vjetra na vremenskim kartama označena je brojem crtica na ikoni snage vjetra.

Nametnuo se zadatak da se za jedan projekt sastavi anemometar kako bi se podaci mogli preuzimati na računalu preko USB sučelja. Ovaj članak će se više fokusirati na sam anemometar nego na sustav za obradu podataka s njega:

1. Komponente

Dakle, za proizvodnju proizvoda bile su potrebne sljedeće komponente:
Mitsumi loptasti miš - 1 kom.
Ping-pong loptica – 2 kom.
Komad pleksiglasa odgovarajuće veličine
Bakrena žica s presjekom od 2,5 mm2 - 3 cm
Uložak za kemijsku olovku - 1 kom.
Chupa Chups bombon u štapiću - 1 kom.
Stezaljka za kabel - 1 kom.
Šuplja mesingana cijev 1 kom.

2. Izrada impelera

3 komada bakrene žice, svaki duljine 1 cm, zalemljena su na mjedenu cijev pod kutom od 120 stupnjeva. U rupu cijevi zalemio sam stalak kineskog igrača s navojem na kraju.

Cjevčicu bombona sam izrezala na 3 dijela dužine oko 2 cm.

Prerezao sam 2 loptice na pola i pomoću malih vijaka iz istog igrača i polistirenskog ljepila (s pištoljem za ljepilo) pričvrstio polovice loptica na cijevi lizalice.

Cjevčice s polovicama kuglica stavio sam na zalemljene komade žice i sve pričvrstio na vrhu ljepilom.

3. Izrada glavnog dijela

Nosivi element anemometra je metalna šipka od kemijske olovke. U donji dio šipke (gdje je bio utikač) ubacio sam disk miša (enkoder). U samom dizajnu miša, donji dio enkodera je bio naslonjen na tijelo miša kako bi formirao točkasti ležaj; tamo je bilo maziva, tako da se enkoder lako okretao. Ali bilo je potrebno popraviti gornji dio šipke, za to sam odabrao odgovarajući komad plastike s rupom točno promjera šipke (takav je komad izrezan iz sustava za izbacivanje nosača CD-ROMa). Preostalo je još riješiti problem da šipka s enkoderom ne ispadne iz šiljastog ležaja, pa sam zalemio nekoliko kapi lema na šipku neposredno ispred držača. Dakle, šipka se slobodno okretala u strukturi držanja, ali nije ispala iz ležaja.

Razlog zašto je odabran sklop s enkoderom je sljedeći: svi članci o kućnim anemometrima na internetu opisuju njihovu proizvodnju na temelju istosmjernog motora iz playera, CD-ROM-a ili nekog drugog proizvoda. Problem kod ovakvih uređaja je, prvo, njihova kalibracija i mala točnost pri malim brzinama vjetra, a drugo, nelinearna karakteristika brzine vjetra u odnosu na izlazni napon, tj. Postoje određeni problemi u prijenosu informacija na računalo, potrebno je izračunati zakon promjene napona ili struje ovisno o brzini vjetra. Kod korištenja enkodera nema takvog problema, jer je ovisnost linearna. Točnost je najveća jer enkoder daje oko 50 impulsa po okretaju osi anemometra, ali je nešto kompliciraniji sklop pretvarača koji sadrži mikrokontroler koji na jednom od priključaka broji broj impulsa u sekundi i ispisuje tu vrijednost. na USB priključak.

4. Ispitivanje i umjeravanje

Za kalibraciju je korišten laboratorijski anemometar.