Направи си сам анемометър за мишка. "ранно развитие на децата" - работилница - правим занаяти заедно с деца

Направи си сам измервател на скоростта на вятъра

Задачата беше да се сглоби анемометър за един проект, така че данните да могат да се вземат на компютър през USB интерфейса. Статията ще се фокусира повече върху самия анемометър, отколкото върху системата за обработка на данни от него:

1. Компоненти

Така че, за производството на продукта бяха необходими следните компоненти:
Мишка с топка Mitsumi - 1 бр.
Топка за пинг-понг - 2 бр.
Парче плексиглас с правилния размер
Медна тел със сечение 2,5 mm2 - 3 cm
Пълнеж за химикалка - 1 бр.
Стик за бонбони Chupa-chups - 1 бр.
Щипка за кабел - 1 бр.
1 бр кухо месингово буре

2. Производство на работното колело

3 парчета медна тел с дължина 1 см бяха запоени към месинговата цев под ъгъл от 120 градуса. Запоих стойка за китайски плейър с резба в дупката на цевта.

Нарязах епруветка от бонбон на 3 части с дължина около 2 см.

Разрязах 2 топки наполовина и с помощта на малки винтчета от същия плейър и полистиролово лепило (с пистолет за лепило) прикрепих половинките на топката към тръбичките от близалката.

Поставих тръбите с половинките на топката върху запоените парчета тел, фиксирах всичко отгоре с лепило.

3. Изработка на основната част

Носещият елемент на анемометъра е метален прът от химикал. В долната част на пръта (където беше поставен щепселът) вкарах диск от мишката (енкодер). В дизайна на самата мишка долната част на енкодера се опря в тялото на мишката, за да образува точков лагер, там имаше грес, така че енкодерът се завърта лесно. Но беше необходимо да се фиксира горната част на пръта, за това избрах подходящо парче пластмаса с отвор точно в диаметъра на пръта (такова част беше изрязана от системата за удължаване на каретката на CD-ROM). Остана да се реши проблема, така че пръчката с енкодера да не изпадне от точковия лагер, така че запоявах няколко капки спойка върху пръта точно пред задържащия елемент. Така прътът се въртеше свободно в задържащата конструкция, но не изпадаше от лагера.

Причината за избора на схема с енкодер е следната: всички статии за домашни анемометри в интернет описват тяхното производство на базата на DC мотор от плейър, CD-ROM или друг продукт. Проблемът с такива устройства е, първо, в тяхното калибриране и ниска точност при ниска скорост на вятъра, и второ, в нелинейната характеристика на скоростта на вятъра спрямо изходното напрежение, т.е. за прехвърляне на информация към компютър има определени проблеми, е необходимо да се изчисли законът за промяна на напрежението или тока от скоростта на вятъра. При използване на енкодер няма такъв проблем, тъй като зависимостта е линейна. Точността е най-висока, тъй като енкодерът дава около 50 импулса на оборот на оста на анемометъра, но схемата на преобразувателя е малко сложна, в която има микроконтролер, който отчита броя на импулсите в секунда на един от портовете и извежда това стойност към USB порта.

4. Тестване и калибриране

За калибриране е използван лабораторен анемометър.

1. Компоненти

Така че, за производството на продукта бяха необходими следните компоненти:

Мишка с топка Mitsumi - 1 бр.
Топка за пинг-понг - 2 бр.
Парче плексиглас с правилния размер
Медна тел със сечение 2,5 mm2 - 3 cm
Пълнеж за химикалка - 1 бр.
Стик за бонбони Chupa-chups - 1 бр.
Щипка за кабел - 1 бр.
1 бр кухо месингово буре

2. Производство на работното колело

Нарязах епруветка от бонбон на 3 части с дължина около 2 см.

Поставих тръбите с половинките на топката върху запоените парчета тел, фиксирах всичко отгоре с лепило.

3. Изработка на основната част

4. Тестване и калибриране

За калибриране е използван лабораторен анемометър.

Целият процес е ясно видим на ролките:

Благодаря за вниманието

1. Компоненти

2. Производство на работното колело

Нарязах епруветка от бонбон на 3 части с дължина около 2 см.

Поставих тръбите с половинките на топката върху запоените парчета тел, фиксирах всичко отгоре с лепило.

3. Изработка на основната част

4. Тестване и калибриране

За калибриране е използван лабораторен анемометър.

Анемометърът е устройство, използвано в метеорологията за показване на скоростта и посоката на ветровите вълни. Компоненти: Горната част на чашата, здраво закрепена към оста на инструмента, е свързана с измервателния механизъм. Когато въздушният поток преминава през приставката, чашите или лопатките се активират и започват да се въртят около аксиалната колона.

Метеорологичен инструмент е проектиран, като се вземе предвид за какво конкретно действие ще бъде предназначен. Анемометърът измерва броя на оборотите на чашките или лопатките около аксиалния център в определено време, което обикновено е равно на разстоянието, след което скоростта на вятърните течения се изчислява средно.

Като алтернатива, остриетата или чашите са свързани към електрически зареден индукционен тахометър. Тук скоростта на ветровите потоци се показва веднага: няма нужда да се изчисляват допълнително други стойности и да се наблюдава промяната на скоростта.

Горното устройство може лесно да се конструира у дома. Статията по-долу ще разкаже на читателя как да си направи автоматичен Arduino анемометър у дома.

Стъпка 1: Инструмент и периферни устройства за направата на Arduino анемометър

Таблицата по-долу изброява всички необходими компоненти за конструкцията и техните характеристики.

Съставна част	Особености
MPZ модул	Всички инструкции показват, че общата поддръжка на модула е равна на 25 хиляди фрагмента от фрази, звукови сигнали и мелодични тонове. Изтегленото аудио е разделено на точно 255 песни. Вградени 30 нива за контрол на силата на звука, а еквалайзерът включва 6 режима на обработка.
"Ръчен" анемометър	Инструментът е сензор за докосване, който се използва за проследяване и предупреждаване за лицето, което участва различни видовеспортове, при които вятърът се взема предвид. Вътре е вграден контролер, чиято работа е да филтрира смущенията. Следователно изходящият сигнал ще бъде надежден и силен. Секунда след появата на вятъра сензорът ще се завърти и индикаторът ще се покаже на сензора. Тялото на конструкцията е напълно скрито от проникване на влага. Конекторът, към който е свързан захранващият кабел, също е обвит във водоустойчив материал. Самото устройство е изработено от здрав метал. Следователно такъв сензор не се страхува от лоши метеорологични условия на открито.
Микропроцесор Arduino	Съставните компоненти на микропроцесора: хардуерна и софтуерна група. Програмируемият код е написан на известния език за програмиране C ++, който беше много опростен до Wiring. Вградена в микропроцесора е безплатна среда, в която всеки потребител може да даде живот на своята програма чрез код. Средата за разработка на Arduino се поддържа от всички операционна система: Windows, Mac OS и Linux. Платформата Arduino "разговаря" с компютъра с помощта на USB кабел. За да може микропроцесорът да работи в автономен режим, ще трябва да закупите захранващ блок до 12 V. Захранването на платформата Arduino обаче, в допълнение към USB адаптера, може да се захранва с помощта на батерия. Източникът се определя автоматично. Нормата за захранване на платката варира между 6 и 20 V. Трябва да се има предвид, че ако напрежението в електрическата мрежа е по-малко от 7 V, работата на микропроцесора става нестабилна: възниква прегряване, след което се появява повреда на дъска. Ето защо не трябва да вярвате на захранването, посочено в инструкциите, и да изберете диапазон, започващ от 7 V. Вградената флаш памет в микропроцесора е 32 kB. Въпреки това са необходими 2 kB, за да работи буутлоудърът, с който Arduino се флашва с помощта на компютър и USB кабел. Целта на флаш паметта в този случай е да съхранява програми и правилни статични ресурси. Платформата Arduino включва и CPAM памет, която съдържа 2 kB. Целта на този тип микропроцесорна памет е да съхранява временна информация като променливи, използвани в програмните кодове. Този модел може да се сравни с паметта с произволен достъп на всяко компютърно устройство. Когато платформата е изключена от източника на захранване, RAM паметта се изчиства.
Високоговорител с мощност до 3 W	Може да се закупи във всеки компютърен магазин.
Карта с поне 32 GB памет	Подобно на предишната точка.
220 Ohm резистор в размер на 2 броя	Такива резистори се отличават с постоянна мощност от 0,5 W и точност до 5 процента. Работата се извършва при напрежение не повече от 350 V.
Батерия "Крона"	Батерията "Krona" е направена на алкална основа и работи перфектно при 9 V. Инструментът е предназначен за управление на електронно домашно оборудване, към което са свързани периферни устройства като сензори за докосване или дисплей. Зареденото "чудо" е произведено от фирма от Германия - Ansmann.
Захранващ кабел за презареждане на батерията	Кабелът е предназначен за зареждане на стандартни батерии Krona 9V. От едната страна има щепсел с положителен център, от другата - конектор за използване на батерията.
Свързващи проводници татко-татко	Тези проводници перфектно свързват периферните устройства помежду си.
Bradboard	Bradboard е специална платка, предназначена за създаване на прототипи. Такова устройство няма да принуди млад инженер по електроника да направи множеството шипове, които обикновено са необходими за проектиране на електронни устройства.
Клемен блок в размер на 3 бр	Клемен блок - малка кутия за свързване на двойка контакти. Разстоянието между съединителите на контактите е 2x3 мм. Оборудването е лесно за инсталиране на макетната платка: всички свързващи проводници са здраво фиксирани и здраво притиснати.

Стъпка 2: Схема на свързване

След като всички компоненти са закупени или сглобени, отидете на схемата за свързване на arduino анемометър:

Ние свързваме всички горепосочени компоненти един към друг, като използваме свързващи проводници и клемни блокове. Все още не включвайте захранването.
Записваме 7 последователни мелодии на USB флаш устройството, измисляме подходящите имена.
Свързваме USB паметта към MP3 модула.
Ние доставяме захранване на устройството.
Разделът по-долу съдържа кода на програмата, която трябва да бъде прехвърлена към микропроцесора Arduino.
Тестваме устройството в действие.

Стъпка 3: Програмиране на Arduino да чете данни от анемометъра

Алгоритъм на кода за работа на анемометъра:

#включи mp3TF mp3tf = mp3TF (); скорост без знак int; неподписан char prev_speed; unsigned int speed_change_counter = 0; булева speed_changed = false; void setup () (mp3tf.init (& Serial); Serial.begin (9600);) unsigned int measureSpeed () (връщане на analogRead (A0);) void saySpeed () (unsigned char pseudospeed = скорост / 40 ; if (pseudospeed = = 0) mp3tf.stop (); else if (pseudospeed> 6) mp3tf.play (7); else mp3tf.play (pseudospeed);) void loop () (speed = mereSpeed (); if (abs (speed-prev_speed)> 40 && speed / 40! = Prev_speed / 40) (speed_change_counter = 0; speed_changed = true; prev_speed = speed;) else (if (speed_changed) (if (++ speed_change_counter == 10) (speed_changed = false; saySpeed ( );))) забавяне (100);)

Стъпка 4: Още примери

Колеги от компанията ForceTronics демонстрираха друг вариант на внедряване на това устройство. Те направиха видео за това как протича процесът на създаване на анемометър:

Скица за микроконтролер от тази компания е по-долу:

// ****************** Скица на ардуино анемометър **************************** ** константен байт interruptPin = 3; // anemomter вход към цифров пин volatile unsigned long sTime = 0; // start съхранява време за изчисляване на скоростта на вятъра unsigned long dataTimer = 0; // използва се за проследяване колко често да се съобщават данни volatile float pulseTime = 0; // съхранява време между затваряне на едно реле на анемометър и следващото променливо плаващо число culPulseTime = 0; // cum storesulative impulsetimes за усредняване на променливи bool start = true; // проследява кога ново измерване на анемометър започва volatile unsigned int avgWindCount = 0; // съхранява броя на релето на анемометъра за извършване на средна скорост на вятъра aSetting = 60.0; // настройка на скоростта на вятъра за сигнализиране на аларма void setup () (pinMode (13, OUTPUT); // настройка на LED щифт за сигнализиране на състояние на алармата за силен вятър pinMode (interruptPin, INPUT_PULLUP); // задаване на щифта за прекъсване към входа за изтегляне attachInterrupt (interruptPin, anemometerISR, RISING); // прекъсване на настройката на входния щифт на анемометъра, прекъсване ще се случи всеки път, когато се открие падащ ръб dataTimer = millis (); // нулиране на таймера на цикъла) void loop () (unsigned long rTime = millis (); if (( rTime - sTime)> 2500) pulseTime = 0; // ако скоростта на вятъра е паднала под 1 MPH, задайте я на нула, ако ((rTime - dataTimer)> 1800) (// Вижте дали е време за предаване на detachInterrupt (interruptPin) ; // изключва прекъсването на измерването на скоростта на вятъра, докато приключи комуникацията float aWSpeed = getAvgWindSpeed (culPulseTime, avgWindCount); // изчислява средната скорост на вятъра, ако (aWSpeed> = aSetting) digitalWrite (13, HIGH); // висока скорост открит е вятър, така че включете светодиода, иначе digitalWrite (13, LOW); // няма аларма, така че се уверете, че светодиодът е изключен culPulseTime = 0; // нулиране на кумулатите брояч на импулси avgWindCount = 0; // нулиране на средния брой вятъра float aFreq = 0; // задаване на нула първоначално if (pulseTime> 0.0) aFreq = getAnemometerFreq (pulseTime); // изчисляване на честотата в Hz на анемометъра, само ако времето на импулса е различно от нула float wSpeedMPH = getWindMPH (aFreq); // изчислява скоростта на вятъра в MPH, имайте предвид, че 2.5 идва от информационен лист за анемометър Serial.begin (57600); // стартиране на сериен монитор за предаване на данни за вятъра Serial.println (); Serial.println ("................................."); Serial.print ("Скорост на анемометъра в Hz"); Serial.println (aFreq); Serial.print ("Текущата скорост на вятъра е"); Serial.println (wSpeedMPH); Serial.print ("Текущата средна скорост на вятъра е"); Serial.println (aWSpeed); Serial.end (); // серийният използва прекъсвания, така че искаме да го изключим, преди да включим прекъсванията на измерването на вятъра обратно при start = true; // нулиране на стартовата променлива в случай, че сме пропуснали данни за вятъра, докато предаваме текущите данни навън attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (interruptPin), anemometerISR, RISING); // връщане на прекъсването към dataTimer = millis (); // нулиране на таймера на цикъла)) // с помощта на времето между импулсите на анемометъра се изчислява честотата на анемометра float getAnemometerFreq (float pTime) (връщане (1 / pTime);) // Използване на честотата на анемометъра за изчисляване на скоростта на вятъра в MPH, бележка 2. 5 идва от информационен лист за анемометър float getWindMPH (float freq) (връщане (честота * 2.5);) // използва стойността на вятър MPH за изчисляване на KPH float getWindKPH (float wMPH) (връщане (wMPH * 1.61);) // Изчислява средния вятър скорост за даден период от време float getAvgWindSpeed (float cPulse, int per) (if (per) return getWindMPH (getAnemometerFreq ((float) (cPulse / per))); в противен случай се върне 0; // средната скорост на вятъра е нула и ние може " t да се раздели на нула) // Това е рутинната услуга за прекъсване (ISR) за входния щифт на анемометъра // тя се извиква всеки път, когато се открие падащ ръб, void anemometerISR () (unsigned long cTime = millis (); // get текущо време, ако (! начало) (// Това е не напърви импулс и не сме на 0 MPH, така че изчислете времето между импулсите // test = cTime - sTime; pulseTime = (float) (cTime - sTime) / 1000; culPulseTime + = pulseTime; // добавяне на измервания на времето на импулса за осредняване на avgWindCount ++; // anemomter обикаля така рекорд за изчисляване на средната скорост на вятъра) sTime = cTime; // съхраняване на текущото време за следващото изчисление на времето на импулса start = false; // имаме отправна точка за измерване на скоростта на вятъра)

Това е всичко за сега. Желаем ви добри проекти! Можете да оставите всякакви желания и коментари в нашата група VKontakte.

Така че решихте да направите вятърен генератор със собствените си ръце. EnergyFuture.RU писа за различни дизайнидомашно изработени вятърни турбини и генератори с постоянни магнити върху тях, включително известните проекти на Хю Пигот (пълен архив). Много е важно да разберете и на практика да определите наличната сила на вятъра във вашия район, преди да започнете. Това всъщност е статията. Наблюдавайте, измервайте и регистрирайте статистики. като в училище!

Скоростта на вятъра- една от основните характеристики на въздушния поток, защото той определя неговата енергия. Измерва се в метри в секунда ( м/сек) и се обозначава с латинска буква V... Колкото по-висока е скоростта на вятъра, толкова по-голяма е енергията, съдържаща се в потока.

За измерване на скоростта на вятъра се използват различни уреди: флюгер, анемометри и други. Най-простото устройство за измерване на скоростта на вятъра е флюгера на Wild (всъщност остаряло нещо, единственото предимство е, че е лесно да се изгради със собствените си ръце).

ДА СЕ запас-1твърдо закрепени кил-2, който при промяна на посоката на вятъра се задава плоча-3перпендикулярно на посоката на потока. Плочата има способността да се люлее относително ос-4... Съответно, колкото по-силен е вятърът, толкова по-голямо е отклонението на плочата. Определете силата на вятъра с помощта на показалец-5.

За точност на измерването плочата трябва да има размери 150 X 300 mm и тегло 200 грама за райони със слаб вятър и 800 грама за зони с ветрове над 6 m / s.

Индексните деления имат конвенционални значения, следователно, за да се определи скоростта на вятъра, използвайте маса.

За тези, които не се интересуват от относителна точност, има друг начин да се определи скоростта на вятъра - външно.

Таблица за определяне на скоростта на вятъра с помощта на флюгер Wild.

стойност на показалеца	скорост на вятъра m/s
стойност на показалеца	чиния 200гр	чиния 800гр
1	0	0
1-2	1	2
2	2	4
2-3	3	6
3	4	8
3-4	5	10
4	6	12
4-5	7	14
5	8	16
5-6	9	18
6	10	20
6-7	12	24
7	14	28
7-8	17	34
8	20	40

Таблица за определяне на скоростта на вятъра по външни признаци

модел на вятъра	скорост на вятъра m/s	знаци
много лек	0-1	движението на въздуха е незабележимо
много лек	1-3	движението на въздуха е едва забележимо, листата шумолят
светлина	4-5	клоните се поклащат леко, димът се носи във въздуха, запазвайки очертанията на клубовете
умерено	6-7	клоните се огъват, вятърът "облизва" дима от комина и го смесва в хомогенна маса, прахът се издига
прясно	8-9	върховете на дърветата шумолят и се люлеят
много свежо	10-11	тънки стволове се огъват, вятър вие в тръбите
силен	12-14	листата се откъсват, в стояща вода се образуват вълни с преобръщащи се хребети
рязане	15-16	тънки клони се чупят, трудно се движи срещу вятъра
буря	17-19	дебели клони се чупят, откъсват покривните покрития
силна буря	20-23	тънки въжета се скъсват

Хареса ли ви статията? Сподели го

Печатна статия