Анемометр «сделай сам»:датчик скорости ветра

Об этом проекте

Обзор

Анемометр или прибор для измерения скорости ветра является обычным инструментом метеостанции.

На днях я обсуждал проект Интернета вещей с группой талантливых студентов. Мы пробовали несколько датчиков, которые они могут использовать в своем проекте. В списке у нас был датчик скорости ветра, но его стоимость в Интернете была около 80 долларов! Слишком много для студенческого проекта. Итак, в документе мы не упоминали, какой датчик покупать, вместо этого я упомянул «Custom».

А вот и мой заказной анемометр 🙂 Он основан на простом принципе, который я впервые применил в классе 7 для создания генератора из двигателя постоянного тока.

Двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую, тогда как генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Таким образом, если электрическая энергия может вращать двигатель постоянного тока, механическая энергия должна генерировать электричество.

Мне нужно улавливать энергию ветра, чтобы вращать двигатель постоянного тока, и он должен генерировать электричество, которое я могу проверить с помощью Arduino, перевести в шкалу и использовать.

Я взял у своего ребенка радиоуправляемую машину, чтобы получить двигатель постоянного тока, подключил светодиод к двум проводам двигателя постоянного тока и закрутил вал двигателя. Загорается светодиод!

Затем я подключил положительный вывод двигателя постоянного тока к аналоговому порту 0 на Arduino, а заземление постоянного тока - к земле Arduino.

Теперь, когда у меня есть базовое доказательство концепции. Я начал работать над конечным продуктом. На следующих фотографиях запечатлены различные этапы.

Я взял у Жены 4 одинаковых пластиковых ложки и склеил две. Затем я приклеил эти двойные ложки перпендикулярно друг другу на два конца вала двигателя. Это составило основу моего анемометра.

Затем я установил эту сборку на длинный карандаш и закрепил на небольшой подставке для карандашей. Я принял меры, чтобы установить свою плату Arduino на эту подставку. Я также добавил светодиод на вывод 9 PWM или Arduino, чтобы я мог зажечь его при ветре.

Я написал следующий код Arduino для чтения аналоговых данных из A0 и построения их графика. Я распечатал значение датчика на последовательной консоли и запустил графопостроитель Arduino, чтобы увидеть результаты.

Код Arduino

  int ledPin =9; void setup () {Serial.begin (9600);} void loop () {int sensorValue =analogRead (A0); // Сопоставляем 0-1023 с дискретными значениями 0-50-100 ... 250 для светодиода analogWrite (ledPin, sensorValue * (51.0 / 1023.0) * 50); если (sensorValue> 0) {Serial.println (sensorValue); Serial.print (""); }}  

И вот окончательный результат!

На этом все не заканчивается. Еще несколько вещей:

• Поскольку в двигателе 5 В используются мощные магниты, для его движения требуется более сильный ветер. Необходимо использовать двигатель меньшего размера и более легкий, например, тот, который используется в дроне. Внутри должны быть постоянные магниты.

• Двигатель с низкой частотой вращения будет генерировать более высокое напряжение при низкой скорости вращения. Значит желательно. Однако с помощью более крупных шестерен на валу вентилятора, который приводит в движение вал двигателя, мы можем заставить двигатель постоянного тока вращаться быстрее при более низких скоростях ветра.

• Низковольтный двигатель постоянного тока, например двигатель 3 В, будет безопасным, поскольку максимальное создаваемое напряжение не достигнет 5 В на максимальной скорости и, следовательно, не повредит плату Arduino.

Код

• Анемометр

Анемометр Arduino

 int ledPin =9; void setup () {Serial.begin (9600);} void loop () {int sensorValue =analogRead (A0); // Сопоставляем 0-1023 с дискретными значениями 0-50-100 ... 250 для светодиода analogWrite (ledPin, sensorValue * (51.0 / 1023.0) * 50); если (sensorValue> 0) {Serial.println (sensorValue); Serial.print (""); }} 

Схема