DIY-Anemometer:Windgeschwindigkeitssensor-Gerät

Über dieses Projekt

Übersicht

Anemometer oder ein Windgeschwindigkeitsmessgerät ist ein gängiges Wetterstationsinstrument.

Neulich diskutierte ich mit einer talentierten Studentengruppe über ein IoT-Projekt. Wir haben eine Reihe von Sensoren durchgespielt, die sie in ihrem Projekt verwenden können. In der Liste hatten wir einen Windgeschwindigkeitssensor, aber die Online-Kosten lagen bei etwa 80 US-Dollar! Zu viel für ein Hochschulprojekt. In dem Dokument haben wir also nicht erwähnt, welchen Sensor wir kaufen sollen, sondern ich habe "Benutzerdefiniert" erwähnt.

Und hier ist mein Custom Anemometer 🙂 Es basiert auf einem einfachen Prinzip, das ich zum ersten Mal in Klasse 7 verwendet habe, um einen Generator aus einem Gleichstrommotor zu bauen.

Gleichstrommotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um, während DC-Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Wenn also elektrische Energie einen Gleichstrommotor antreiben kann, sollte mechanische Energie Elektrizität erzeugen.

Ich muss Windenergie einfangen, um meinen Gleichstrommotor zu drehen, und das sollte Strom erzeugen, den ich mit einem Arduino überprüfen, in eine Skala übersetzen und verwenden kann.

Ich nahm ein RC-Auto von meinem Kind, um einen Gleichstrommotor zu bekommen, und schloss eine LED an die beiden Drähte des Gleichstrommotors an und drehte die Motorwelle. LED leuchtet!

Dann habe ich den +ve-Pin des DC-Motors mit dem analogen 0-Port auf Arduino und DC-Masse mit Arduino-Masse verbunden.

Jetzt habe ich einen grundlegenden Proof of Concept. Ich begann mit der Arbeit am Endprodukt. Die folgenden Bilder fangen verschiedene Stadien ein.

Ich nahm meiner Frau 4 identische Plastiklöffel und klebte zwei zusammen. Dann habe ich diese Zwillingslöffel senkrecht zueinander auf die beiden Enden der Motorwelle geklebt. Dies bildete die Kernbaugruppe meines Anemometers.

Als nächstes montierte ich diese Baugruppe an einem langen Bleistift und befestigte sie an einem kleinen Bleistiftständer. Ich habe Vorkehrungen getroffen, um mein Arduino-Board auf diesem Ständer zu montieren. Ich habe auch eine LED auf PWM-Pin 9 oder Arduino hinzugefügt, damit ich sie bei Winddrehung aufleuchten kann.

Ich habe den folgenden Arduino-Code geschrieben, um analoge Daten von A0 zu lesen und in einem Diagramm darzustellen. Ich habe den Sensorwert auf die serielle Konsole gedruckt und den Graphenplotter von Arduino gestartet, um die Ergebnisse zu sehen.

Arduino-Code

int ledPin =9;void setup() {  Serial.begin(9600);}void loop() {  int sensorValue =analogRead(A0); // 0-1023 diskreten 0-50-100 ... 250-Werten für LED zuordnen  analogWrite (ledPin, sensorValue * (51,0 / 1023.0) * 50); if(sensorValue> 0){     Serial.println(sensorValue); Serial.print ( " "); }} 

Und hier ist das Endergebnis!

Es endet nicht hier. Noch ein paar Dinge:

• Da ein 5-V-Motor starke Magnete verwendet, benötigt er stärkeren Wind, um sich zu bewegen. Sie müssen einen kleineren und leichteren Motor verwenden, wie er in einer Drohne verwendet wird. Sollte Permanentmagnete im Inneren haben.

• Ein Motor mit niedriger Drehzahl würde bei niedrigen Drehzahlen eine höhere Spannung erzeugen. Daher ist es wünschenswert. Durch die Verwendung größerer Zahnräder in der Lüfterwelle, die die Motorwelle antreibt, können wir den Gleichstrommotor jedoch bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten schneller drehen lassen.

• Ein Niederspannungs-Gleichstrommotor, wie ein 3-V-Motor, wäre sicher, da die erzeugte maximale Spannung bei höchster Geschwindigkeit 5 V nicht erreichen würde und daher das Arduino-Board nicht verletzen würde.

Code

• Anemometer

AnemometerArduino

int ledPin =9;void setup() { Serial.begin (9600);}void loop() { int sensorValue =analogRead (A0); // Zuordnen von 0-1023 zu diskreten 0-50-100 ... 250-Werten für LED analogWrite (ledPin, sensorValue * (51,0 / 1023.0) * 50); if (sensorValue> 0) {  Serial.println (sensorValue); Serial.print ( " "); }}

Schaltpläne