Anemómetro de bricolaje de un mouse. "desarrollo temprano de los niños" - taller - hacer manualidades con niños
Medidor de velocidad del viento de bricolaje
Hubo una tarea para ensamblar un anemómetro para un proyecto para que fuera posible tomar datos en una computadora a través de una interfaz USB. El artículo se centrará más en el anemómetro en sí que en el sistema de procesamiento de datos del mismo:
1. Componentes
Entonces, para la fabricación del producto, se necesitaron los siguientes componentes:
Ratón bola Mitsumi - 1 ud.
Pelota de ping-pong - 2 uds.
Una pieza de plexiglás del tamaño adecuado.
Alambre de cobre con una sección transversal de 2,5 mm2 - 3 cm
Bolígrafo - 1 ud.
Chupa Chups palito de caramelo - 1 ud.
Clip para cable - 1 ud.
Barril de latón hueco 1 ud.
2. Hacer el impulsor
3 piezas de alambre de cobre de 1 cm de largo cada una en un ángulo de 120 grados se soldaron a un barril de latón. En el orificio del cañón, soldé un soporte de un jugador chino con un hilo al final.
Corté el tubo del caramelo en 3 partes de unos 2 cm de largo.
Corté 2 bolas por la mitad y, usando tornillos pequeños del mismo jugador y pegamento de poliestireno (con una pistola de pegamento), uní las mitades de la bola a los tubos de piruletas.
Puse los tubos con las mitades de la bola en las piezas de alambre soldadas y fijé todo encima con pegamento.
3. Fabricación de la parte principal
El elemento de apoyo del anemómetro es una varilla de metal de un bolígrafo. En la parte inferior de la varilla (donde se insertó el corcho), inserté el disco del mouse (codificador). En el diseño del propio ratón, la parte inferior del codificador descansaba contra el cuerpo del ratón, formando un punto de apoyo, había grasa, por lo que el codificador giraba con facilidad. Pero era necesario arreglar la parte superior de la varilla, para esto tomé una pieza de plástico adecuada con un agujero exactamente del diámetro de la varilla (dicha pieza fue cortada del sistema de extensión del carro CD-ROMa). Quedaba por resolver el problema para que la varilla del codificador no se cayera del cojinete del punto, así que soldé unas gotas de soldadura en la varilla directamente en frente del elemento de retención. Por tanto, la varilla giraba libremente en la estructura de retención, pero no se salía del cojinete.
La razón por la que se eligió el circuito encoder es la siguiente: todos los artículos sobre anemómetros caseros en Internet describen su fabricación en base a un motor de corriente continua a partir de un reproductor, CD-ROM o algún otro producto. El problema de este tipo de dispositivos radica, en primer lugar, en su calibración y baja precisión a bajas velocidades del viento y, en segundo lugar, en la característica no lineal de la velocidad del viento con respecto a la tensión de salida, es decir, para transferir información a una computadora, hay ciertos problemas, necesita calcular la ley del voltaje o el cambio actual de la velocidad del viento. Cuando se utiliza un codificador, no existe tal problema, ya que la dependencia es lineal. La precisión es máxima, ya que el encoder da unas 50 pulsaciones por revolución del eje del anemómetro, pero el circuito convertidor es algo más complicado, en el que hay un microcontrolador que cuenta la cantidad de pulsaciones por segundo en uno de los puertos y salidas. este valor al puerto USB.
4. Pruebas y calibración
Para la calibración se utilizó un anemómetro de laboratorio.
Hubo una tarea para ensamblar un anemómetro para un proyecto para que fuera posible tomar datos en una computadora a través de una interfaz USB. El artículo se centrará más en el anemómetro en sí que en el sistema de procesamiento de datos del mismo:
1. Componentes
Entonces, para la fabricación del producto, se necesitaron los siguientes componentes:- Ratón bola Mitsumi - 1 ud.
- Pelota de ping-pong - 2 uds.
- Una pieza de plexiglás del tamaño adecuado.
- Alambre de cobre con una sección transversal de 2,5 mm2 - 3 cm
- Bolígrafo - 1 ud.
- Chupa Chups palito de caramelo - 1 ud.
- Clip para cable - 1 ud.
- Barril de latón hueco 1 ud.
2. Hacer el impulsor
3 piezas de alambre de cobre de 1 cm de largo cada una en un ángulo de 120 grados se soldaron a un barril de latón. En el orificio del cañón, soldé un soporte de un jugador chino con un hilo al final.
Corté el tubo del caramelo en 3 partes de unos 2 cm de largo.
Corté 2 bolas por la mitad y, usando tornillos pequeños del mismo jugador y pegamento de poliestireno (con una pistola de pegamento), uní las mitades de la bola a los tubos de piruletas.
Puse los tubos con las mitades de la bola en las piezas de alambre soldadas y fijé todo encima con pegamento.
3. Fabricación de la parte principal
El elemento de apoyo del anemómetro es una varilla de metal de un bolígrafo. En la parte inferior de la varilla (donde se insertó el corcho), inserté el disco del mouse (codificador). En el diseño del propio ratón, la parte inferior del codificador descansaba contra el cuerpo del ratón, formando un punto de apoyo, había grasa, por lo que el codificador giraba con facilidad. Pero era necesario arreglar la parte superior de la varilla, para esto tomé una pieza de plástico adecuada con un agujero exactamente del diámetro de la varilla (dicha pieza fue cortada del sistema de extensión del carro CD-ROMa). Quedaba por resolver el problema para que la varilla del codificador no se cayera del cojinete del punto, así que soldé unas gotas de soldadura en la varilla directamente en frente del elemento de retención. Por tanto, la varilla giraba libremente en la estructura de retención, pero no se salía del cojinete.
La razón por la que se eligió el circuito encoder es la siguiente: todos los artículos sobre anemómetros caseros en Internet describen su fabricación en base a un motor de corriente continua a partir de un reproductor, CD-ROM o algún otro producto. El problema de este tipo de dispositivos radica, en primer lugar, en su calibración y baja precisión a bajas velocidades del viento y, en segundo lugar, en la característica no lineal de la velocidad del viento con respecto a la tensión de salida, es decir, para transferir información a una computadora, hay ciertos problemas, necesita calcular la ley del voltaje o el cambio actual de la velocidad del viento. Cuando se utiliza un codificador, no existe tal problema, ya que la dependencia es lineal. La precisión es máxima, ya que el encoder da unas 50 pulsaciones por revolución del eje del anemómetro, pero el circuito convertidor es algo más complicado, en el que hay un microcontrolador que cuenta la cantidad de pulsaciones por segundo en uno de los puertos y salidas. este valor al puerto USB.
4. Pruebas y calibración
Para la calibración se utilizó un anemómetro de laboratorio.
Todo el proceso es claramente visible en los videos:
Gracias por su atención
Hubo una tarea para ensamblar un anemómetro para un proyecto para que fuera posible tomar datos en una computadora a través de una interfaz USB. El artículo se centrará más en el anemómetro en sí que en el sistema de procesamiento de datos del mismo:
1. Componentes
Entonces, para la fabricación del producto, se necesitaron los siguientes componentes:
Ratón de bola Mitsumi — 1 ud.
Pelota de ping-pong — 2 uds.
Una pieza de plexiglás del tamaño adecuado.
Alambre de cobre con una sección transversal de 2,5 mm2 - 3 cm
Recambio para bolígrafo — 1 ud.
Chupa Chups palito de caramelo - 1 ud.
Clip para cables — 1 ud.
Barril de latón hueco 1 ud.
2. Hacer el impulsor
3 piezas de alambre de cobre de 1 cm de largo cada una en un ángulo de 120 grados se soldaron a un barril de latón. En el orificio del cañón, soldé un soporte de un jugador chino con un hilo al final.
Corté el tubo del caramelo en 3 partes de unos 2 cm de largo.
Corté 2 bolas por la mitad y, usando tornillos pequeños del mismo jugador y pegamento de poliestireno (con una pistola de pegamento), uní las mitades de la bola a los tubos de piruletas.
Puse los tubos con las mitades de la bola en las piezas de alambre soldadas y fijé todo encima con pegamento.
3. Fabricación de la parte principal
El elemento de apoyo del anemómetro es una varilla de metal de un bolígrafo. En la parte inferior de la varilla (donde se insertó el corcho), inserté el disco del mouse (codificador). En el diseño del propio ratón, la parte inferior del codificador descansaba contra el cuerpo del ratón, formando un punto de apoyo, había grasa, por lo que el codificador giraba con facilidad. Pero era necesario arreglar la parte superior de la varilla, para esto tomé una pieza de plástico adecuada con un agujero exactamente del diámetro de la varilla (dicha pieza fue cortada del sistema de extensión del carro CD-ROMa). Quedaba por resolver el problema para que la varilla del codificador no se cayera del cojinete del punto, así que soldé unas gotas de soldadura en la varilla directamente en frente del elemento de retención. Por tanto, la varilla giraba libremente en la estructura de retención, pero no se salía del cojinete.
La razón por la que se eligió el circuito encoder es la siguiente: todos los artículos sobre anemómetros caseros en Internet describen su fabricación en base a un motor de corriente continua a partir de un reproductor, CD-ROM o algún otro producto. El problema de este tipo de dispositivos radica, en primer lugar, en su calibración y baja precisión a bajas velocidades del viento y, en segundo lugar, en la característica no lineal de la velocidad del viento con respecto a la tensión de salida, es decir, para transferir información a una computadora, hay ciertos problemas, necesita calcular la ley del voltaje o el cambio actual de la velocidad del viento. Cuando se utiliza un codificador, no existe tal problema, ya que la dependencia es lineal. La precisión es máxima, ya que el encoder da unas 50 pulsaciones por revolución del eje del anemómetro, pero el circuito convertidor es algo más complicado, en el que hay un microcontrolador que cuenta la cantidad de pulsaciones por segundo en uno de los puertos y salidas. este valor al puerto USB.
4. Pruebas y calibración
Para la calibración se utilizó un anemómetro de laboratorio.
Un anemómetro es un dispositivo utilizado en meteorología para indicar la velocidad y dirección de las olas del viento. Los componentes que componen: la parte superior de la copa, que se une sólidamente al eje del dispositivo, se conecta al mecanismo de medición. Cuando el flujo de aire pasa a través del dispositivo, las copas o aspas se activan y comienzan a girar alrededor de la columna axial.
Un instrumento meteorológico se diseña teniendo en cuenta para qué acción específica estará destinado. El anemómetro mide el número de rotaciones de copas o palas alrededor de un centro axial en un tiempo determinado, que suele ser igual a la distancia, después del cual la velocidad de las corrientes de viento se considera un valor medio.
En otro caso, las cuchillas o copas se unen a un tacómetro de inducción cargado con electricidad. Aquí, la velocidad de los flujos de viento se muestra de inmediato: no es necesario calcular adicionalmente otros valores y observar la velocidad cambiante.
El dispositivo anterior se puede construir fácilmente en casa. El siguiente artículo le dirá al lector cómo hacer un anemómetro Arduino automático en casa.
Paso 1: Herramienta de anemómetro Arduino y periféricos
La siguiente tabla enumera todos los componentes necesarios para la construcción y sus características.
| Componente | Peculiaridades |
| módulo MPZ | Todas las instrucciones indican que el soporte total del módulo es de 25 mil fragmentos de frases, señales de audio y tonos melódicos. El audio descargado se divide en exactamente 255 pistas de música. 30 niveles incorporados para control de volumen, y el ecualizador incluye 6 modos de procesamiento. |
| Anemómetro de "mano" | La herramienta es un sensor táctil que se utiliza para rastrear y alertar a una persona que hace ejercicio. varios tipos Deportes que tienen en cuenta el soplo del viento. En el interior se construye un controlador, cuyo trabajo es filtrar la interferencia. Por lo tanto, la señal de salida será fiable y aumentará de volumen. Un segundo después de la aparición del viento, el sensor emitirá un pitido y el indicador se mostrará en el sensor. El cuerpo de la estructura está completamente oculto a la humedad. El conector donde se conecta el cable de alimentación también está envuelto en material impermeable. El dispositivo en sí está construido con metal duradero. Por lo tanto, dicho sensor no teme las malas condiciones climáticas al aire libre. |
| Microprocesador Arduino | Componentes del microprocesador: grupo hardware y software. El código programable está escrito en el famoso lenguaje de programación C++, que se ha simplificado mucho a Wiring. Integrado en el microprocesador hay un entorno libre en el que cualquier usuario puede dar vida a su programa con código. Todo el mundo apoya el entorno de desarrollo de Arduino sistema operativo: Windows, MacOS y Linux. La plataforma Arduino "habla" con la computadora mediante un cable USB. Para que el microprocesador funcione sin conexión, deberá comprar una fuente de alimentación de hasta 12 V. Sin embargo, la alimentación de la plataforma Arduino, además del adaptador USB, se puede suministrar mediante una batería. La fuente se determina automáticamente. La tasa de alimentación de la placa varía entre 6 y 20 V. Debe tenerse en cuenta que si la tensión en la red eléctrica es inferior a 7 V, el funcionamiento del microprocesador se vuelve inestable: se produce un sobrecalentamiento, tras lo cual aparecen daños en la Junta. Por lo tanto, no crea en la fuente de alimentación indicada en las instrucciones y seleccione un rango a partir de 7 V. La memoria flash integrada en el microprocesador es de 32 kB. Sin embargo, se requerirán 2 kB para que funcione el cargador de arranque, con la ayuda de los cuales el firmware de Arduino se lleva a cabo mediante una computadora y un cable USB. El propósito de la memoria flash en este caso es almacenar programas y recursos estáticos adecuados. La plataforma Arduino también incluye una memoria CRAM, que tiene 2 kB. El propósito de este tipo de memoria de microprocesador es almacenar información temporal como variables utilizadas en códigos de programa. Este patrón se puede comparar con la memoria RAM de cualquier dispositivo informático. Cuando la plataforma se desconecta de la fuente de alimentación, la memoria RAM se borra. |
| Altavoz con potencia de hasta 3 W | Puedes comprarlo en cualquier tienda de informática. |
| Tarjeta de memoria con al menos 32 GB | Similar al punto anterior. |
| Resistencia de 220 ohmios en la cantidad de 2 piezas | Estas resistencias se distinguen por una potencia constante de 0,5 W y una precisión de hasta el 5 por ciento. El trabajo se lleva a cabo bajo un voltaje de no más de 350 V. |
| Batería "Corona" | La batería Krona es de base alcalina y funciona muy bien a 9 V. La herramienta está diseñada para controlar equipos electrónicos caseros a los que se conectan dispositivos periféricos como sensores táctiles o de pantalla. Lanzamientos acusados empresa "milagro" de Alemania - Ansmann. |
| Cable de alimentación para recarga de batería. | El cable está diseñado para cargar baterías Krona estándar de 9 V. En un lado sobresale un enchufe con un centro positivo y en el otro un conector para usar la batería. |
| Cables para conectar el esquema "padre-papá". | Estos cables conectan perfectamente los dispositivos periféricos entre sí. |
| tablero | Bradboard es una placa especial que se creó para la creación de prototipos. Tal dispositivo no obligará a un joven ingeniero electrónico a realizar múltiples soldaduras que generalmente se requieren para la construcción de dispositivos electrónicos. |
| Bloque de terminales en la cantidad de 3 piezas | Bloque de terminales: una pequeña caja para conectar un par de contactos. La distancia entre los conectores de los contactos es de 2x3 mm. El equipo es fácil de instalar en la placa de prueba: todos los cables de conexión están bien sujetos y comprimidos. |
Paso 2: Diagrama de cableado
Después de comprar o ensamblar todos los componentes, procedemos al diagrama de conexión del anemómetro arduino:
- Conectamos todos los componentes anteriores entre sí, utilizando cables de conexión y bloques de terminales. La energía aún no está encendida.
- Escribimos 7 melodías sucesivas en una unidad flash USB, encontramos los nombres apropiados.
- Conectamos la unidad flash al módulo MP3.
- Suministramos energía al dispositivo.
- La siguiente sección muestra el código del programa que debe transferirse al microprocesador Arduino.
- Probamos el dispositivo en acción.
Paso 3: Programación de Arduino para leer datos del anemómetro
Algoritmo de código para implementar la operación del anemómetro:
#incluirPaso 4: Más ejemplos
Los colegas de ForceTronics demostraron otra implementación de este dispositivo. Hicieron un video sobre cómo se creó el anemómetro:
El boceto del microcontrolador de esta empresa es el siguiente:
//********************Bosquejo del anemómetro de Arduino************************* ***** ** const byte interruptPin = 3; // entrada del anemometro al pin digital volatil unsigned long sTime = 0; //almacena la hora de inicio para el cálculo de la velocidad del viento unsigned long dataTimer = 0; //utilizado para rastrear la frecuencia con la que se comunican los datos volátiles float pulseTime = 0; //almacena el tiempo entre el cierre de un relé anemómetro y el siguiente flotador volátil culPulseTime = 0; //almacena pulsos acumulados para promediar volátiles bool start = true; // rastrea cuando una nueva medición de anemómetro comienza volatile unsigned int avgWindCount = 0; //almacena los recuentos de relés del anemómetro para hacer flotar la velocidad promedio del viento aSetting = 60.0; //configuración de la velocidad del viento para señalizar la alarma void setup() ( pinMode(13, OUTPUT); //configurar el pin LED para señalar la condición de alarma de viento fuerte pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP); //configurar el pin de interrupción para activar el pullup de entrada addedInterrupt(interruptPin, anemometerISR, RISING); // configure la interrupción en el pin de entrada del anemómetro, la interrupción ocurrirá cada vez que se detecte un borde descendente dataTimer = millis (); // reinicie el temporizador de bucle) void loop () (unsigned long rTime = millis (); if (( rTime - sTime) > 2500) pulseTime = 0; //si la velocidad del viento ha caído por debajo de 1 MPH, configúrelo en cero if((rTime - dataTimer) > 1800)( //Vea si es hora de transmitir detachInterrupt(interruptPin) ; //apagar la interrupción de la medición de la velocidad del viento hasta que finalice la comunicación float aWSpeed = getAvgWindSpeed(culPulseTime,avgWindCount); //calcular la velocidad promedio del viento si(aWSpeed >= aSetting) digitalWrite(13, HIGH); // alta velocidad viento detectado, así que encienda el LED sino digitalWrite(13, LOW); //no hay alarma, así que asegúrese de que el LED esté apagado culPulseTime = 0; //reset cumulati contador de pulsos avgWindCount = 0; //restablece el conteo de viento promedio float aFreq = 0; //establecer a cero inicialmente if(pulseTime > 0.0) aFreq = getAnemometerFreq(pulseTime); //calcular la frecuencia en Hz del anemómetro, solo si el tiempo de pulso no es cero float wSpeedMPH = getWindMPH(aFreq); // calcule la velocidad del viento en MPH, tenga en cuenta que el 2.5 proviene de la hoja de datos del anemómetro Serial.begin (57600); //iniciar monitor serial para comunicar datos de viento Serial.println(); Serial.println("..................................."); Serial.print("Velocidad del anemómetro en Hz"); Serial.println(aFreq); Serial.print("La velocidad actual del viento es "); Serial.println(wVelocidad MPH); Serial.print("La velocidad promedio actual del viento es "); Serial println(aWSpeed); Serial.end(); //serial usa interrupciones por lo que queremos apagarlo antes de volver a encender las interrupciones de medición de viento start = true; // restablecer la variable de inicio en caso de que nos perdimos los datos del viento mientras comunicamos los datos actuales adjunto Interrupt (digitalPinToInterrupt (interruptPin), anemometerISR, RISING); //volver a activar la interrupción dataTimer = millis(); //reiniciar el temporizador de bucle) ) //usar el tiempo entre los pulsos del anemómetro calcular la frecuencia del flotador del anemómetro getAnemometerFreq(float pTime) ( return (1/pTime); ) //Usar la frecuencia del anemómetro para calcular la velocidad del viento en MPH, nota 2. 5 proviene de la hoja de datos del anemómetro float getWindMPH(float freq) ( return (freq*2.5); ) //usa el valor de MPH del viento para calcular KPH float getWindKPH(float wMPH) ( return (wMPH*1.61); ) //Calcula el viento promedio velocidad durante el período de tiempo dado float getAvgWindSpeed(float cPulse,int per) ( if(per) return getWindMPH(getAnemometerFreq((float)(cPulse/per))); else return 0; //la velocidad promedio del viento es cero y podemos" t divide por cero) //Esta es la rutina de servicio de interrupción (ISR) para el pin de entrada del anemómetro //Se llama cada vez que se detecta un flanco descendente void anemometerISR() (unsigned long cTime = millis(); //obtiene la hora actual if(!start) (//Esto es no la primer pulso y no estamos a 0 MPH, así que calcule el tiempo entre pulsos // test = cTime - sTime; pulsoTiempo = (flotante)(cTiempo - sTiempo)/1000; culPulseTime += pulseTime; //sumar mediciones de tiempo de pulso para promediar avgWindCount++; //Anemomter dio la vuelta para registrar para calcular la velocidad promedio del viento) sTime = cTime; //almacenar la hora actual para el próximo cálculo del tiempo de pulso start = false; //tenemos nuestro punto de partida para medir la velocidad del viento)Eso es todo por ahora. ¡Les deseamos buenos proyectos! Puede dejar cualquier deseo y comentario en nuestro grupo VKontakte.
Entonces decidiste hacer un generador de viento con tus propias manos. EnergyFuture.RU ha escrito repetidamente sobre varios diseños aerogeneradores caseros y generadores de imanes permanentes sobre ellos, incluidos los famosos diseños de Hugh Pigot (archivo completo). Es muy importante antes de empezar a entender y en la práctica determinar la fuerza del viento disponible en tu zona. Esto es exactamente de lo que trata el artículo. Observe, mida y registre las estadísticas. como en la escuela!
Velocidad del viento- una de las principales características del flujo de aire, porque determina su energía. Se mide en metros por segundo ( Sra) y se denota con la letra latina V. Cuanto mayor es la velocidad del viento, mayor es la energía contenida en el flujo.
Para medir la velocidad del viento se utilizan diversos instrumentos: veletas, anemómetros y otros. El dispositivo más simple para medir la velocidad del viento es la veleta Wild (en realidad es algo obsoleto, la única ventaja es que es fácil de construir con sus propias manos).
A stock-1 firmemente unido quilla-2, que, cuando cambia la dirección del viento, establece plato-3 perpendicular a la dirección del flujo. La placa tiene la capacidad de oscilar relativamente eje-4. En consecuencia, cuanto más fuerte sea el viento, mayor será la desviación de la placa. Determine la fuerza del viento usando puntero-5.
Para la precisión de la medición, la placa debe tener un tamaño de 150 X 300 mm y un peso de 200 gramos para zonas con vientos bajos y 800 gramos para zonas con vientos superiores a 6 m/s.
Las divisiones del puntero tienen valores condicionales, por lo tanto, para determinar la velocidad del viento, debe usar mesa.
Para aquellos que no están interesados en la precisión relativa, hay otra forma de determinar la velocidad del viento: por apariencia exterior.
Tabla para determinar la velocidad del viento mediante una veleta Wild.
| valor del puntero | velocidad del viento m/s | |
|---|---|---|
| plato 200gr | plato 800gr | |
| 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 |
Tabla para determinar la velocidad del viento por señales externas
| personaje de viento | velocidad del viento m/s | señales |
|---|---|---|
| muy ligero | 0-1 | movimiento de aire imperceptible |
| 1-3 | el movimiento del aire es apenas perceptible, las hojas susurran | |
| ligero | 4-5 | las ramas se balancean levemente, el humo flota en el aire manteniendo los contornos de los palos |
| moderar | 6-7 | las ramas se doblan, el viento "lame" el humo de la pipa y lo mezcla en una masa homogénea, el polvo se eleva |
| Fresco | 8-9 | las copas de los árboles susurran y se balancean |
| muy fresco | 10-11 | delgados troncos de árboles se doblan, aullando el viento en las tuberías |
| fuerte | 12-14 | las hojas se desprenden, se forman olas en el agua estancada con crestas que se vuelcan |
| corte | 15-16 | las ramas delgadas se rompen, es difícil moverse contra el viento |
| tormenta | 17-19 | las ramas gruesas se rompen, arrancan el techo |
| tormenta violenta | 20-23 | cuerdas delgadas se rompen |