Публикувано на 17.10.2013 21:06:00
Автор: roman2205
Историята е следната. Преди да похарчите пари за голям проект за вятърна мелница, решихте първо да направите анемометър, който ще покаже дали имам вятър. И тогава ще бъде като допълнителен сензор за спирачната система, който ще съобщи, че силен вятър е нараснал.
Предполагаше се, че е нещо подобно
Етапи на производство на самия датчик:
Корпус, както следва: вземат парче от квадратна тръба го нарежете на прозореца, така че чрез него след това да се монтира пълнене (между другото прозорец изрежете с температурата, но аз наистина исках да го направя, че станах и отидох да видя). След това вътре заварени пластина (държач на вътрешния лагер), след това заварени дъното (държач на долния лагер). Когато той реши да се направи на върха планира да направи скатен покрив, за това изрежете четири триъгълници и внимателно poprihvatyval и след това се вари напълно и така направих остър предния капак. След закрепва в менгеме и свредло 0.5 mm по-малка от диаметъра на отвора лагер вертикално пробити в долния капак и в средата, както лагер. За да запазите лагерите, втвърдени от почистване. Лагерите са се увеличили като роднини. След това те поставят малко podshlifovanny нокти 100-ку където прозореца в средата на го носи shaiybu пластмаса с 4 слота. Откъм нокът отдолу срязах дърворезба и завих на него въртящото се колело.
Работното колело е направено по следния начин: към гайката, електродът е заварен с три нокти, след това те са отрязани и нарязани на резби в краищата, които завинтват половините от топката.
Държачът е заварен към тялото чрез шестостенна пръчка от неръждаема стомана. Самият орган беше боядисан два пъти с бял емайл, за да не се ръждясва.
Реши да не се измисли велосипед, и да го направи в компютърна мишка, имат пластмасова шайба с четири слота в оста на въртене, когато перката се върти предене и шайбата докато отвори блеснаха над сензора, който е прикрепен към предния капак и когато капакът се завинтва, тя е и Щом стане така, че шайбата с прорези се завърта и изпъква и премества светлинния поток от светодиода към фототранзистора. Всичко... тук имате импулсите и те могат да бъдат преброени и да имат брой обороти в секунда.
Светодиодът - фототранзисторният сензор издърпа от принтера, има такива насипни товари.
Първо направени от топки за тенис
Трябваше да модифицирам устройството малко. На въртенето на топките за тенис започна с вятър от 5 m / s. Топките са закупени в магазин за детски играчки с диаметър 55 мм. Започва с 2 м / сек и измерва до 22 м / сек.
След като сензорът беше готов. Беше необходимо да се направи електроника.
Първият вариант е домашна технология LUT + зелена маска от Китай, която се изсушава под ултравиолетовата.
55 в снимката е оборотите в секунда. Трябваше някак да се преведе в m / s. Дълго мислех, че имам още два анемометъра от СССР и китайците за $ 50, но с потвърждение имаше проблеми, защото вятърът е порив и не удря стабилно.
Затова дойдох, както следва: през уикенда намерих папата в провинцията 2 km плосък пътя, без автомобили, без вятър и от двете страни на засаждането на дървета (татко зад волана и седнах в средата на прозореца) и нека да карам напред-назад. Първо сложих СССР-щеката и китайски Анемометри Бях убеден, че и двамата се покаже същото, и с право, защото ако ние разделяме скоростта на скоростомера колата 3.6 получаваме фигурата, която показа, анемометри в м / сек. Татко управляваше със същата скорост и инструментите показаха същия вятър. Така че проверих устройството си. Татко добавяше всеки път +5 км на час и записах нова скорост (rpm). Измерванията бяха проведени три пъти. Докато пътувахме над 80 км / ч (двадесет и две м / сек) ми метеометер не може да се освободи и фигурата зацикля, защото повече от двадесет и две м / и то не измерва.
Между другото, китайците са достигнали до 28 м / сек. СССР - до 20 м / с. Когато го инсталирах на мястото с модифицираната програма, проверих я отново с китайския, всичко се събра.
Сега той се преправя под Ардуино.
Планът може да бъде затегнато в интелигентен дом, така че да може от своя смартфон, за да влезете и да управлява натоварвания в къщата, за да гледате на температурата в къщата (за мен това е вярно, просто понякога газът е изключено през зимата и хубаво да се види каква е температурата) все още ще газов сензор, както и ще Показва се скоростта на вятъра в къщата.
Видео работа
Резултати от работата за зимата
с-сть --- часа на зима
0 m / s - 511,0
1 m / s - 475,0
2 m / s - 386,5
3 m / s - 321.2
4 m / s - 219.0
5 m / s --- 131,5
6 м / сек 63,3
7 m / s - 32,5
8 m / s --- 15,4
9 m / s --- 9,1
10 m / s - 5,0
11 m / s --- 3,5
12 m / s --- 2,2
13 m / s --- 1,3
14 m / s --- 0.8
15 m / s --- 0,5
16 m / s --- 0,5
17 м / сек - 0,2
18 m / s --- 0,0
19 m / s --- 0,1
Въз основа на резултатите за две зими видях, че вятърът не е силен и вятърната мелница няма да бъде ефективна, затова направих малка с остриета от 50 см. мощност в пика от 150 вата. Просто го направих, така че поне една икономична крушка да грее, когато светлината изчезна.
Сега малко за Ардуино.
Намерих схемата на мишката в интернет, ясно показва как действа моята система.
Започвайки от схемата на мишката, направих следната скица.
Импулсите идват от фототранзистор до Ардуино и ги възприема като натискане на бутон.
Алгоритъмът на програмата е, както следва: Ние брои колко натискания на клавиши са се появили за една секунда и сега имаме честотата на въртене. За да превърне тази честота в m / s. дори когато направих на Atmel направих алгоритъма за изчисляване на честотата в m / s. Той изглеждаше така:
int ob_per_sec = 0; // Променлива, в която пада честотата на оборотите в секунда.
int speed_wind = 0; // Това ще получи стойността след честотата на преобразуване в m / s.
int speed_wind_max = 0; Тук се понижава максималната стойност на показанията на вятъра m / s.
int speed_wind_2 = 0; // Брой секунди от началото на програмата с скорост на вятъра 2 m / s.
int speed_wind_3 = 0; // Брой секунди от началото на програмата с скорост на вятъра 3 m / s.
int speed_wind_4 = 0; // Брой секунди от началото на програмата с скорост на вятъра 4 m / s.
int speed_wind_5 = 0; // Брой секунди от началото на програмата при скорост на вятъра 5 m / s.
int speed_wind_22 = 0; // Брой секунди от началото на програмата с скорост на вятъра 22 m / s.
ако (ob_per_sec> 0 ob_per_sec 4 ob_per_sec 7 ob_per_sec 11 ob_per_sec 15 ob_per_sec 18 ob_per_sec 23 ob_per_sec 27 ob_per_sec 60 ob_per_sec speed_wind_max)< speed_wind_max = speed_wind ;>// проверете и презапишете, ако максималната стойност е по-голяма от предишната.
И покажете стойността.
Ако е необходимо, след това можете да видите колко минути вятърът духаше с определена скорост, тя трябва да доведе до екрана променлива (с необходимата скорост индекса) speed_wind_№ (но го разделим на 60, за да получите минути.).
Направих следното в моята програма: когато натисна един бутон, всички променливи се извеждат на свой ред, от speed_wind_1 до speed_wind_22.
А коментарите?
В момента не всички елементи на нашата общност се реализират все още. Активно работим върху нея и в близко бъдеще ще се добави възможността да се коментират статиите.
Самостоятелно направен анемометър със собствените си ръце
Отивате през есента и / или зимата да работи не винаги е в тъмното, е ясно какво е времето извън прозореца, особено какъв вид вятър. Мисля, че със силен вятър е полезно топло да се обличаш децата, а не да се нараниш. Когато това е лошо време, също е любопитна да се знае скоростта на вятъра, който бушува извън прозореца. Спомняйки си думата "подготви шейната през лятото", през лятото реших да изградя анемометър със собствените си ръце. Опитът да се създават домашни анемометри (скоростомери на вятъра) беше, но проектите са създадени отдавна на старата електронна база през 80-те години на миналия век и не губят времето си. Използвайки следващия видеорекордер, реших да оставя следа върху него на Земята. Всички VTR имат блок от въртящи се глави. Този прецизен възел с висока точност и надеждност е сърцето на всеки VCR. Устройството е изработено от неръждаема стомана с оста на въртящата се глава върху запечатаните лагери.
Как да направите анемометър със собствените си ръце
Устройството за въртене на модула gottlwk е сърцето на анемометъра. След отстраняването на излишните части (въртящ се трансформатор, магнитна глава и части на двигателя) остана металната рамка на въртящата се глава с оста, фиксираната част с лагерния блок и задържащата шайба на двигателя. Възлият е доста масивен, така че бъдещият анемометър ще бъде проектиран по-скоро за измерване на скоростта на вятъра от средно до високо. По принцип тези измервания са необходими.
1. Променете въртящата глава. Пробийте метална бормашина отстрани
въртящи се части 3 дупки с диаметър 4 мм за фиксиране на чашите. При пробиване се фокусираме върху три дупки в главата за фиксиране на вътрешните устройства.
2. Поставете в отворите винтове M4 с дължина 10 мм, за по-добър контакт с чашките от камерата за велосипед, разрязваме гумените шайби с ножици, за да предотвратим въртенето на чашките на анемометъра.
Завийте с гумена шайба
3. Пластмасови купи, специално купени в магазина за 7 рубли, се използват като чаши. Всяка чаша е рафинирана:
- върху страничната повърхност в областта на първата ръкохватка се пробива отвор с диаметър 4 мм.
Чаши за анемометър
Чаша за анемометър
Дупка в чашата
4. Завинтваме чашките към ротационния възел чрез шайба и гайка. Ние го притискаме спретнато, без да навредим на стъклото. Обърнете внимание, че при монтажа на неподвижния монтаж не се докосват изпъкналите части на гумената шайба. Събираме структурата и проверяваме лекотата на въртене.
Ротационният монтаж е сглобен. Сега трябва да помислите за инсталирането на сензор за въртене и за монтиране на монтажа. Като сензор, оптимално е да се използва релеен прекъсвач, задействан от магнит, фиксиран към въртящия се монтаж. Честотата на импулсите може да се преобразува до оценка на скоростта на вятъра, използвайки аналогови или цифрови схеми. Но можете да отидете по-прост начин - използвайте велосипед компютър.
Инсталирайте в анемометъра сензорен компютър
1. Ще прикачим магнита
върху въртящата се част на монтажа. По време на закрепването можете също да работите за балансиране на възела на въртене. Магнитът се подава от компютърния комплект за велосипеди, само той се отстранява от пластмасовия контейнер, с помощта на който е прикрепен към спиците на велосипеда. Балансирането е необходимо за елиминиране на биенето при завъртане на анемометъра и в резултат на люлеенето на полюса и появата на външни звуци в точките на закрепване.
2. Пробийте в неподвижна част
диаметър на дупката на възел от 7 мм и фиксиране на лепило за тръби от лепило на компютъра за велосипед в пластмасов корпус. При залепване I сглобени сензор монтаж поставя върху магнит дебелина 1 мм парче картон, добавя сензор намазва с лепило на точното място в отвора, докато се допре до картона и допълнително пропуснати лепилото. Този начин на монтиране на сензора ви позволява да поддържате минималната междина между магнита и сензора и да гарантирате надеждната му работа.
3. Проверяваме работата на възела за липсата на докосване и за надеждността на функционирането на датчика (проверка от тестера).
Точка на закрепване
Закрепващият елемент е направен от ъгъла, закупен в строителния цех. Ъгълът с два дълги винта е прикрепен към фиксираната част. Характеристиките на монтажа зависят от специфичния дизайн на главата VTR.
Свържете кабела
Сензорният кабел се разширява с 7 метра, като се използва кабел за изграждане на компютърна мрежа. За удобство при свързването към кабела и при прекъсване на сигналния кабел на компютъра за велосипеди са инсталирани съединители от вентилаторите и захранващото устройство на компютъра. Цикло-компютърът сам по себе си се прави в настолна версия, с медна жица, закрепена към магнитната система на двигателя на видео главата. Резултатът е стабилен дизайн.
Създаване на домашен анемометър
За да настроите показанията на анемометъра, в идеалния случай използвайте истински анемометър. Държах това чудо в ръцете си само пет пъти в живота си. Ето защо, аз приложих стандартния метод, прикрепен анемометър към дръжка от дърво. И когато карах кола в безветрено време, създадох компютър за колоездене чрез съвпадение на показанията със скоростомер. В моя компютър за велосипеди настройката беше да се избере радиусът на колелото в милиметри. Запомнете стойността на намерения радиус (по-добре да напишете), а след това, когато смените батерията, компютърът забравя настройките. Целта е да получите супер точни показания. Всичко е настроено.
Анемометрична инсталация
Анемометърът е по-добре да се инсталира на дълъг стълб, далеч от сградите или на покрива на къщата. По време на инсталацията планираме всички действия, подгответе инструмента и фиксиращия материал. Полезно е да се инсталира полюс без анемометър, да се направят отвори за фиксиране и дупки за проникване на кабела. Поставяме анемометъра върху стълба и грижливо монтираме конструкцията. Прекарваме кабела вътре в сградата и свързваме велосипедния компютър.
Във всеки прост велосипеден компютър има опции за измерване на максималната скорост, средната скорост за целия ход, средната скорост за даден период. Използването на тези опции ще ви позволи да измерите максималната скорост на вятъра, средната скорост на вятъра за периода и за цялото време на работа на мястото на монтиране на анемометъра. В клипа е показан фрагмент от домашния анемометър.
Метео станция със собствени ръце
Метео станцията е изградена на микроконтролер Picaxe от Revolution Education Ltd и се състои от две основни части: външно тяло, което изпраща данните си на всеки 2 секунди, използвайки предавател на 433 MHz. А вътрешно тяло, което показва получените данни на LCD дисплей 20 x 4, както и атмосферното налягане, което се измерва локално във вътрешното тяло.
Опитах се да запазя дизайна колкото е възможно по-прост и функционален. Устройството комуникира с компютъра през порта COM. Понастоящем компютърът непрекъснато гради графиките от получените стойности, както и показването на стойности на конвенционалните индикатори. Графики и индикации на сензори са на разположение на вградения уеб сървър, всички данни ще бъдат запазени и т.н. можете да преглеждате данните за всеки период от време.
Изграждането на метеорологичната станция отне няколко месеца, от разработването до завършването, като цяло съм много доволен от резултата. Особено съм доволен, че успях да изградя всичко от самото начало с помощта на конвенционални инструменти. Аз съм напълно доволен от това, но няма ограничения за съвършенство и особено за графичния интерфейс. Не съм правил никакви опити да комерсиализирам метеорологичната станция, но ако мислите за създаването на метео станция за себе си, това е добър избор.
Външни сензори
Сензорите се използват за измерване на температура, влажност, валежи, посока на вятъра и скорост. Сензорите са комбинация от механични и електронни устройства.
Сензор за температура и относителна влажност
Измерването на температурата е може би най-лесно. За целта се използва сензорът DS18B20. За измерване на влажността е използвана HIH-3610, осигуряваща напрежение от 0,8 до 3,9 V при влажност от 0% до 100%
Инсталирах и двата сензора на малка печатна платка. Платката е инсталирана вътре в самостоятелния корпус, което предотвратява въздействието на дъжд и други външни фактори.
Опростен код за всеки от сензорите е показан по-долу. По-точен код, който чете стойностите до един десетичен знак, се показва на уебсайта на Peter Anderson. Кодът му се използва в окончателната версия на метеорологичната станция.
Температурният датчик осигурява точност от ± 0.5 ° С. Сензорът за влажност осигурява точност от ± 2%, затова не е много важно колко знака са на разположение след десетичната запетая!
Пример за сайт от софтуер, работещ на компютър.
температура
влажност
Изчисляване на показанията на датчика за влажност
Изчисленията се вземат от документацията на сензора Honeywell HIH-3610. Графиката показва стандартната зависимост при 0 ° С.
Напрежението от сензора се измерва на входа на ADC (B.7) на микроконтролера Picaxe 18M2. В кода, показан по-горе, стойността, която е представена като число от 0 до 255 (т.е. 256 стойности), се съхранява в променлива b1.
Нашата схема се захранва от 5V, така че всяка стъпка на ADC е:
5/256 = 0.0195 V.
Графиката показва началната стойност на ADC от 0,8 V:
0.8 / 0.0195 = 41
Като се вземат стойностите от графиката, наклонът на графиката (като се вземе предвид отместването) е приблизително:
Изходно напрежение /% относителна влажност или
(2.65 - 0.8) / 60 = 0.0308 V в% RH
(В документацията 0.0306)
Изчислете броя на стъпките ADC при 1% влажност:
(В при% RH) / (стъпка ADC)
0.0308 / 0.0195 = 1.57
% RH = стойност от ADC - компенсиране на ADC / (стъпки ADC в% RH), или
% RH = стойност от ADC - 41 / 1,57
Крайната формула за изчисление на микроконтролера ще изглежда:% RH = стойност от ADC - 41 * 100/157
Защитен корпус
Започнете, като изрежете всеки панел на две части. Ламелите на едната част ще бъдат здраво закрепени от двете страни, а от другата - само от едната страна. Не изхвърляйте тези части - те се използват.
За всички части прикрепете два дървени блока 20 мм х 20 мм отгоре и отдолу и закрепете останалите части към тях.
Изрежете една от парчетата с една цяла страна по размер и я залепете от вътрешната страна на едната страна. Уверете се, че лентите са залепени така, че да образуват една "^" форма заедно. Направете го от всички страни.
Индикатор за скоростта и посоката на вятъра
Механична част
Сензорите за скоростта и посоката на вятъра са комбинация от механични и електронни компоненти. Механичната част е идентична и за двата сензора.
12 мм шперплат се поставя между PVC тръба и диск от неръждаема стомана в горния край на тръбата. Лагерът е залепен към диска от неръждаема стомана и е захванат от неръждаема плоча.
След като всичко е напълно сглобено и поставено, отворените пространства са запечатани с уплътнител за водонепропускливост.
Другите три дупки в снимката са за остриета. Остриетата с дължина 80 мм дават радиус на завиване 95 мм. Купите са с диаметър 50 mm. За тях използвах флакони с флора, които са почти сферични. Не съм сигурен за надеждността им, така че ги направих лесно заместващи.
Електронна част
Електрониката за сензора за скорост на вятъра се състои само от транзисторен гаечен ключ, фотодиод и два резистора. Те са монтирани на малък кръг ПП с диаметър 32 мм. Те се монтират свободно в тръбата, така че влагата в случай на падане без да се докосва до електрониката.
Калибриране на анемометъра
Анемометърът е един от три сензора, който трябва да бъде калибриран (другите два са утаител и сензор за атмосферно налягане)
Фотодиодът осигурява два импулса на оборот. В един прост "последователен" система, към която са се опитвали (всички взети проби сензор Оказва) трябва да бъде компромис между продължителността на времето, прекарано на всеки анкета сензора (в този случай, броят на импулса) и отзивчивостта на системата като цяло. В идеалния случай, за пълен цикъл на проучване всички сензори трябва да изминат не повече от 2-3 секунди.
В снимката по-горе сензорът се проверява с мотор с регулируема скорост.
Исках да го калибрирам по време на шофиране, но нямаше време за това. Аз живея в сравнително равен терен до летището на няколко километра наоколо, така че аз калибрира сензора, сравнявайки моите показания за скоростта на вятъра четения от летището.
Ако бяхме 100% ефективност и остриетата се завъртяха, би било като вятъра, а след това:
Радиус на ротора = 3,75 "
Диаметър на ротора = 7,5 "= 0,625 фута
Окръжност на ротора = 1,9642 фута
1 ft / min = 0.0113636 m / h,
1.9642 фута / мин = 1 оборот = 0.02232 мили / час
1 м / час = 1 / 0.02232 оборота
1 м / час = 44.8 оборота
? m / h = r / 44.8
= (rpm * 60) / 44.8
Тъй като зад завоя има два импулса
? m / h = (импулси за секунда * 30) / 44.8
= (импулси за секунда) / 448
Сензор за посоката на вятъра - механична част
В сензора за посоката на вятъра вместо алуминиевата плоча се използва магнит и вместо оптоелектронен възел се използва специален чип AS5040 (магнитен енкодер).
Снимката по-долу показва 5 мм магнит, монтиран на края на централния винт. Изравняването на магнита по отношение на чипа е много важно. Магнитът трябва да е точно центриран на височина около 1 мм над чипа. След като всичко е точно изравнено, сензорът ще работи правилно.
Сензор за посоката на вятъра - електронна част
Има различни схеми за измерване на посоката на вятъра. Обикновено те се състоят от 8 тръстикови превключватели, разположени под ъгъл от 45 градуса с интервал от въртящ се магнит или потенциометър, който може да се завърти напълно.
И двата метода имат предимства и недостатъци. Основното предимство е, че те са лесни за изпълнение. Недостатъкът е, че те са обект на износване - особено потенциометри. Алтернатива на използването на тръстикови превключватели е да се използва датчик Hall, за да се реши механичното износване, но те все още са ограничени до 8 различни позиции. В идеалния случай бих искал да опитам нещо различно и в крайна сметка реших за AS5040 - ротационния магнитен сензор IC. Въпреки че това е устройство за повърхностен монтаж (което се опитвам да избегна), той има редица предимства, които го правят привлекателен!
Той има няколко различни изходни формати, два от които са най-подходящи за нашата цел. Най-добра точност се постига с SSI интерфейса. AS5040 излъчва импулси от 1 μs дълга при 0 ° и до 1024 μs при 359.6 °
Проверка на калибрирането на сензора за посоката на вятъра:
Уред за измерване на нивото на утаяване
Доколкото е възможно, направих дъждомер от пластмаса и неръждаема стомана, основата е направена от алуминий с дебелина 3 мм за твърдост.
В утаяването има два кофи. Всяка кофа държи до 6 ml вода, докато не измести центъра на тежестта, което я накара да излее вода в резервоара и да изпрати сигнал до сензора. Когато кофата се накланя, алуминиевият флаг минава през оптичен сензор, който изпраща сигнал към електрониката на външното тяло.
В момента я оставих с прозрачни стени (защото е интересно да гледам как работи!). Но подозирам, че трябва да го нарисувате с бяла боя, за да отрази топлината през лятото, за да избегнете изпаряване. Не можах да намеря малка фуния, така че аз трябваше да го направя сам. Обърнете внимание на проводника във фунията и центъра на улея. Това ще помогне да се спре повърхностното напрежение на водата във фунията и да се помогне да се капе вода. Без тел, дъждът ще се "върти" и траекторията му ще бъде непредсказуема
Опто-сензори близък план:
Електронна част на дъждовния габарит
Поради случайния характер на работата на датчика, софтуерът прекъсва в микроконтролера на външното тяло като че ли е логичен подход. За съжаление, някои програмни команди деактивират механизма за прекъсване, докато се изпълняват, т.е. има вероятност сигналът да не достигне никъде. Поради тези причини дъждомерът има собствен микроконтролер 08M Picaxe.
Използването на отделен чип ви позволява да го използвате, за да създадете сравнително точно 1-часово закъснение, за да отчитате кофите на час.
калибровка
Picaxe 18m2 получава текущия брой кофички на час и ги показва на дисплея и компютъра.
Като начална точка използвам следните данни:
Диаметърът на фунията е 120 мм, а капацитетът е 11.311 мм2
1 мм дъжд = 11,311 мм3 или 11,3 мл.
Всяка кофа е 5,65 ml. Така кофата 2 2 х 5.65 = 11.3 мл (или 1 mm) на валежи. Една кофа = 0,5 mm утаяване.
За да проверя, купих евтино стъкло за измерване на валежите.
Външно тяло
За горната схема и веригата 08M Picaxe, същата топология на печатни платки се използва за сензора. Устройството се захранва от 12V 7Ah батерия чрез 7805 стабилизатор.
Използвах комплекта RF Connect за безжична комуникация на 433 MHz. Комплектът съдържа двойка специално програмирани PIC контролери. Наборът от безжични модули по време на тестовете се оказа доста надежден.
Печатна платка
На PP инсталираните 08M Picaxe и 18m2. Всеки от тях има свой собствен конектор за програмиране. Отделни съединители, всеки със собствен +5 V, са проектирани за всеки сензор - с изключение на температурата и влажността.
Обърнете внимание, че начертах чертеж в Paintshop Pro, така че не мога да гарантирам точността на разстоянието между иглите.
Вътрешно тяло
В вътрешното тяло използвате осемнадесет квадратни метра PICAXE, сензор за налягане и LCD дисплей. Също така има регулатор на напрежението 5V.
Сензор за налягане
След няколко неуспешни опита се спрях на MPX4115A. Въпреки че други сензори имат измервателен диапазон малко по-голям, те са трудно достъпни. В допълнение, други сензори са склонни да работят от 3.3V и изискват допълнителен стабилизатор. MPX4115A осигурява аналогово напрежение между 3.79 и 4.25V пропорционално на налягането. Макар че това е почти достатъчно разделителна способност за откриване на 1 mbar промяна в налягането, след известно обсъждане на форума, добавих MCP3422 ADC. Той може да работи в 16-битов режим (или по-висок) в сравнение с 10-битовия режим на Picaxe. MCP3422 може да бъде свързан (както в нашата схема) с диференциален режим с аналогов вход от датчика. Основното предимство е, че ви позволява да регулирате изхода на датчика, като по този начин лесно компенсирате грешките MPX4115A и осигурите лесен начин за калибриране на сензора.
MPC3422 всъщност има два диференциални входа, но тъй като не се използва, те са затворени. Изходът от MCP3422 има I2C интерфейс и се свързва към SDA и SCL контакти при 18m2 Picaxe - пинове B.1 и B.4 съответно. От моя гледна точка, единственият недостатък при използването на MCP3422 е, че е малко устройство за монтаж на повърхността, но го закарах към адаптера. В допълнение към I2C интерфейса, MCP3422 18m2 просто обработва входящите данни от 433MHz безжичен приемник, извежда данни на дисплея и прехвърля данни към компютър. За да избегнете грешки на вътрешното тяло, когато компютърът не работи, няма отговор от компютъра. Вътрешното устройство предава данните и продължава по-нататък. Предава данни на интервали от около 2 секунди, така че загубата на данни бързо да се компенсира следващия път. Използвах неизползвани портове за 18 м2, за да свържа бутоните на предния панел. Превключвател S1 (вход C.5) се използва за включване на подсветката на LCD екрана. Превключвател S2 (вход C.0) нулира стойността на налягането (mbar) на LCD екрана. Превключвател S3 (вход C.1) превключва черновите на течнокристалния дисплей между общото в предходния час и текущите. Бутоните трябва да се държат за повече от 1 секунда, за да реагират.
Сглобяване на вътрешното тяло
Както и на печатни платки за външното тяло, аз привлече оформлението ръчно използвайки Paintshop Pro, така че може да има грешки в разстоянията
Платката е малко по-голяма от необходимата, за да се побере в жлебовете в алуминиевия корпус.
Умишлено направих конектора за програмиране малко "навътре" от ръба на дъската, за да не се докосне до кутията. Изрезката за LCD дисплея се пробива и се настройва до точните размери.
Снимката показва всичко, което вече е инсталирано в случая.
Осите на дъската да е трудно да го инсталирате в случая, така че трябваше да разпоявам и ги спойка борда проводници дисплей верига.
Външен блок код Picaxe
Използвана памет = 295 байта от 2048
Брояч за утаяване - 08М код
Вътрешен блок код Picaxe
Използвана памет = 764 байта от 2048
Софтуер за компютър
Софтуера, инсталиран на компютъра е написана с помощта на Borland Delphi 7. По-скоро е примитивен в сегашния си вид, но поне показва връзката PICAXE с компютъра.
Детски свят
Начало -> За по-големи деца -> Измерете скоростта на вятъра с помощта на домашен анемометър
Измерете скоростта на вятъра с помощта на домашен анемометър
Анемометърът е измервателно устройство за определяне на скоростта на вятъра. Днес ще направим това устройство за измерване на скоростта на вятъра сами. Нашият домашен анемометър е много лесен за производство, но в същото време измерва скоростта на вятъра не по-лошо от истинския анемометър. Ето как можете да направите домашен анемометър.
За да направим домашен анемометър, ще ни трябва:
• Коктейл тръби, шишове и други подобни
• Памучна шевна конци или найлонова риболовна линия
• топка за голям тенис със стандартно тегло
Какво трябва да направите, за да направите домашен анемометър
1. Използвайки иглата, издърпайте две топчинки една в друга пред топката за тенис. Най-лесният начин да направите това е чрез загряване на върха на иглата на огъня.
2. Прекарайте шевната концичка или въдицата през топчето, оставяйки от едната страна около 45 см. Вържете здраво и отсечете излишната дължина.
3. Свържете втория край на линията с пръчката и я увийте с низ, докато разстоянието между пръчката и горната част на топката достигне тридесет сантиметра.
4. Като използвате лепяща лента, прикрепете пръчката към конвейера. Конецът трябва да виси от външната му страна от централната точка.
5. За да измерите скоростта на вятъра, постави уреда в посока на вятъра. Задръжте го до ъглите колкото е възможно по-далече от него. Нишката не трябва да докосва уреда. При нулева скорост на вятъра низът ще виси направо надолу по деветдесетте градуса. Когато вятърът духа, извадете четенето на градуси и след това проверете скоростта на вятъра на масата.
Имахме друг опит и този път измервахме скоростта на вятъра, която е постоянна в района, в който живеете. Провеждането на различни експерименти и експерименти е много интересно, вълнуващо и информативно. Особено за такива любознателни момчета и момичета като теб. Можете да провеждате други експерименти в различни области и теми. Така например, ще бъде интересно да се види как се държат мравки в колонията правят под земята за червеи, как да отглеждат своя собствена кристал или извличане на ДНК, как да се електромагнит в състояние да ходи по вода, да се конструира телескоп за наблюдение на звездите направи, изграждане самоизработен компас и много, много повече.
Анемометър със схема на собствените си ръце
Здравейте приятели на сайта "Радио Схеми"! Преди много време исках да се съберат началната метеорологична станция, която първоначално е било планирано да се направи самостоятелен проект с LCD дисплей и т.н., но когато ръцете са почти протегна към платката, взех на ситуацията, връщане към една от компаниите, в които аз работя, а именно в сървъра стаята счупи климатика. Последствията могат да бъдат много тъжни, ако не се наложи да се обадя по други въпроси, но слава Богу нищо не се случи. След тази ситуация осъзнах, че идеята за метеорологична станция изисква спешно изпълнение само в напълно различна форма. Така че, за всичко в ред. Представени дизайн - един USB лосион към компютъра, който пренася данни от сензорите на UART Лекарства - USB на интервали от 2 секунди, съответно, инсталиран на вашия компютър, който в допълнение към обработка и изобразяване на получените данни тях минава, ако е необходимо, за да уеб сървър, влезете в който може да следи всички индикации в реално време и както разбирате, че сте навсякъде по света. Блокът предавани данни е както следва:
Скок JP1, JP2, JP3 предназначени за "нулиране" на определени стойности, т.е., когато се инсталира стойност JP1 влажност проводник винаги е 0, когато се инсталира стойност температура JP2 винаги ще бъде 0 и стойност JP3 налягане е винаги 0.
Диаграма на домашна метеорологична станция
Схемата е много проста и по същество се състои от 4 основни компонента. Това е MK, датчик за атмосферно налягане + температурен датчик, датчик за влажност и USB-UART конвертор.
Аз трябва да кажа, че всички съставки са купили всички известни електронен търг, с просто си купих готови модули. Нека обясня защо готови модули, на първо място - цената на датчика (или чипа) поотделно и модул цена прави почти идентични, и второ - готов модул вече разполага с всички необходими тръбопроводи, като набирания, стабилизатори и т.н., в третата - тя е много опростява дизайна, и съответно нейното изпълнение. Сега малко за всеки модул отделно.
Сензор за налягане и температура
Удивително във всяко отношение, сензорът за атмосферното налягане и температурата BMP180.
Въпреки малките си размери, този сензор дава възможност да се получат учудващо точни показания, както за температурата, така и за атмосферното налягане. Самият сензор измерва
3x3 мм, готов модул
10x13 мм, захранването на датчика е 3.3 волта, така че има стабилизатор върху шала. Интерфейс I2C.
Сензор за влажност DHT11
DHT11 е сензор за влажност + температура, доста добър в ценовия диапазон. Но има малко минус, това е точност. Ако грешката на влажността е съвсем нормална, тогава при отчитане на температурата всичко не е толкова добро, но не се нуждаем от данните за температурата. температурата ще бъде взета с BMP180. Втулките на модула са запоени на прави линии, първоначално модулът идва с ъглови щифтове, а освен това са залепени от другата страна.
USB - UART конвертор
Като цяло, чиповете и готовите конвертори USB - UART са огромни, спрях се на това. Този модул работи на чип FT232RL, но производителят на този чип не е FTDI, както е посочено в случая на този чип, с други думи, използваният чип е китайски фалшификат. Но това няма нищо лошо, освен че FTDI е решил да се бори с фалшифицирането е много хитър начин, те са пуснали драйвери, които ще бъдат заменени по ID чип не оригиналните чипове, следвани от фалшиви спира да работи. За да се случи това, достатъчно е да използвате драйвера NOT ABOVE версия 2.08.14 и след това няма да има проблеми, няма да забележите разликата в работата на оригинала. Ако, обаче, това се е случило и устройството вече не е правилно дефинирана в диспечера на устройствата, след това нищо не се губи в всяка търсачка ще се намери решение на този проблем в рамките на 5 минути, за това няма да спре.
За моите собствени цели, трябваше да завърша модула малко, като свържех щифтовете от него, от ъглите до правите и от прави до ъглови.
Направете така, без да вредят на платката е съвсем проста, трябва първо тънки ножове тел, за да разделите vtulochki пластмаса между изводите, и след това vypayat индивидуално всеки болт с ръкава, а след това премахване на излишния припой - припой има необходимите щифтове с дясната ръка. За да бод MK е необходимо тук с такива fyuzami:
След като всички модули са готови и готови, можете да започнете да ги монтирате. Печатната платка в моята версия е с размери 45 x 58 мм, тя е направена по метода на фоточувствителността, въпреки че с оглед простотата - плячката тук също е от значение. Всички файлове за съвет и фърмуер се изтеглят в общия архив.
Целият набор от необходими компоненти за устройството.
Изградете метео станция
Сглобяването на устройството отнеме половин час, след което вече имаше работеща версия на устройството.
Сега ще споделя тайните си. След завършване на инсталацията PP, правя следното: измие всички следи от флюс и отломки общ разтворител и след това закупени за тази цел четка за зъби почиства повърхността на влакната капан между запояване точки в резултат на измиване, след това се премине към следващата protsessu- лак "Медна" страна на PP. За тази цел, на първо място, в Рязане на хартия лист чрез ПП на размера на прозореца, след което лентата поставяне PP в този лист, както е показано на фиг.
Следващата стъпка - е прилагането на лак, за това се използва нормално, автомобилен спрей боя, която се използва за тониране на фарове и други неща, има такова балон е около 150 рубли, за продажба във всеки автомобил. След изсушаване получавам този резултат.
Всичко, всички етапи на сглобяването на метеорологичната станция са приключили, можете да разкопчаете хартията.
И тук е готовата, напълно работеща версия на устройството.
Ще обобщя хардуерната част. Цената на крайното устройство, без да се брои текколита и консумативите, използвани за производството и монтажа на PP, е около 500 рубли.
Програмата
Сега от хардуер до софтуер. Програмата се състои от един изпълним exe файл. При първото стартиране програмата ще стъпка по стъпка "поиска" необходимите настройки, първо COM порта се инициализира, програмата ще покаже следния прозорец:
В допълнение към номера на порта не е необходимо да се променя нищо в настройките! След като изберете порт, трябва да кликнете върху бутона "Повторен опит" в началния прозорец на програмата. Следващият етап програмата "ще поиска" да направи "работещи" настройки.
Там са посочени оптималните гранични показания от датчиците, тези стойности се отразяват на графичния дисплей на стойностите в главния прозорец, червена стрелка означава прекомерна стойност, надолу - се подценява и зелена отметка - ОК съответно. Що се отнася до оптималното границите на контура, като такава, тя не съществува, тази стойност зависи от географските координати на вашия град, или по-скоро височината, на която вашият град се намира над морското равнище, най-лесният начин да граница атмосферно налягане може да бъде взето от височина маса или метода на наблюдение.
Ако желаете, можете да зададете опцията за стартиране на програмата (сгъната / не сгъната). Има още една секция - това е вход, парола, честота на изпращане и отметка за изпращане на данни до WEB сървъра. Ето още малко подробности. Тази настройка, ако е необходимо, дава възможност за изпращане на стойности на температурата, влажността и налягането на световната уеб сървър meteolk.ru - ресурс, създаден специално за този проект, в действителност това е просто една лична сметка, която съдържа цялата информация, получена от метеорологичната станция и нищо друго. За да използвате този ресурс, трябва първо да се регистрирате, за да можете да идентифицирате по-нататък потребителя, за това просто отидете на сайта и кликнете върху "Регистрация". Така да кажеш, използвай го за здраве, нямам нищо против. На страницата за регистрация посочете името, входа и паролата.
Всичко, в него регистрацията е завършена и регистрационните данни могат да бъдат посочени в програмата. Това може да стане по-късно, като отидете на настройките чрез "Меню", не непременно за първи път, когато започнете. След като направите всички настройки, кликнете върху запишете и натиснете бутона "Retry" в прозореца за стартиране на програмата. Ако всичко е наред, програмата ще се стартира и ще се появи главният прозорец, след което конфигурационните файлове ще бъдат създадени, а при следващите стартирания няма да има нужда да се правят никакви настройки.
В менюто "допълнително" има опция "да се четат данни от контролера", тук ще обясня. На всеки половин час в RAM паметта на микроконтролера записва температурата, влажността и налягането, всички тези записи може да бъде 100, ако се окаже, че програмата не е започнал, и ти трябва да погледнете статистиката, с тази опция можете да видите данните, този 2-ри ден, ако има, разбира се. С помощта на "изтриване на данни MK" всички предварително събрани статистики и съхранявани в RAM - презаписани. В допълнение към текущите показани стойности има и стойности "max" и "min". Това са максималните и минималните стойности, които са регистрирани по време на работа на програмата.
С програмата всичко, на другите менюта няма да спра, мисля, че всичко е интуитивно ясно. Ще се върна малко в моята канцелария. След регистрацията, можете да отидете под своя запис, между другото, можете също да отидете под "тест" за вход и парола "тест", това е за запознанство. Ако имате данни, ще видите този прозорец:
Ако е необходимо, данните могат да се видят графично под формата на графики.
Това е всичко. Надявам се, че моят проект ще ви достави удоволствие и ще ви помогне. Чао чао! До нови срещи на сайта. Автор Виталий Анисимов. град Калуга.
Ние правим анемометър на Ардуино за измерване на скоростта на вятъра
Анемометърът е устройство, използвано в метеорологията, за да покаже скоростта и посоката на вятърните вълни. Компоненти: върхът на чашата, здраво закрепен към оста на инструмента, е свързан с измервателния механизъм. Когато въздушният поток преминава през устройството, чашките или лопатките се задействат и започват да се въртят около аксиалната колона.
Изградете метеорологичен инструмент, като вземете предвид конкретните действия, които ще бъдат предвидени. Анемометър измерва количеството на циркулиращите действие на остриетата или чаши около осовата центъра на определен период от време, което обикновено е равно на разстоянието, а след това скоростта на вятъра се считат за теми в средната стойност.
В друг случай лопатките или чашките се прикрепват към индукционен тахометър, зареден с електричество. Тук скоростта на вятърните течения е показана наведнъж: няма нужда да се изчисляват други количества и да се спазва променящата се скорост.
Горе описаното устройство може лесно да се проектира у дома. Статията по-долу ще разкаже на читателя как да направи автоматичен анемометър Arduino у дома.
Стъпка 1: Инструменти и периферни устройства за създаване на анемометър на базата на Arduino
В таблицата по-долу са изброени всички необходими компоненти за дизайна и техните характеристики.
Вътре в контролера е интегрирана, чиято работа е да премахва шума. Следователно изходящият сигнал ще бъде надежден и увеличен по обем. Втори след появата на вятъра сензорът издава звук и индикаторът свети на сензора.
Корпусът на сградата е напълно скрит от проникването на влага. Конекторът, в който е свързан захранващият кабел, също е обвит във водоустойчив материал. Самият апарат е конструиран с издръжлив метал. Ето защо, такъв сензор не се страхува от лоши метеорологични условия под откритото небе.
Arduino-платформата "разговаря" с компютъра с помощта на yusb-кабел. За да микропроцесора работи в самостоятелен режим, е необходимо да закупите на захранването до 12 V. Въпреки това, силата на платформата Arduino, освен yusb адаптер, може да се извърши с помощта на батерии. Източникът се определя автоматично.
Цената за мощност борда варира между 6 и 20 V. Имайте предвид, че ако напрежението в електрическата мрежа е по-малко от 7, работата на микропроцесора става нестабилен: там е прегряване, а след това се появи на щетите на борда. Затова не вярвайте на определената мощност в наръчника и изберете диапазон, започващ от 7 V.
Вградената флаш памет в микропроцесора е 32 KB. Необходимо е обаче 2 KB за стартиране на буутлоудъра, чрез което се реализира фърмуер на Arduino, използвайки компютър и USB кабел. Целта на флаш паметта в този случай е запазването на програми и правилните статични ресурси.
В платформата Arduino е включена и памет SRAAM, която е посочена като 2 KB. Целта на този тип микропроцесорна памет е да съхранява временната информация като променливи, използвани в програмните кодове. Тази закономерност може да бъде сравнена с оперативната памет на всяко компютърно устройство. Когато платформата е изключена от източника на захранване, RAM се изчиства.
Измерване на скоростта на вятъра чрез домашни устройства за саморазработени вятърни генератори.
Професионално за енергия. Моля, оставете коментарите там.
Така че решихте да направите вятърен генератор със собствените си ръце. EnergyFuture.RU вече веднъж написах за различните проекти на самостоятелно направени вятърни турбини и генератори с постоянни магнити върху тях, включително известния дизайн от Хю Пигот (пълен архив тук). Това е много важно, преди да започнете да разбирате и на практика да определите наличната вятърна енергия във вашия район. Това всъщност е статия. Наблюдавайте, измервайте и пишете в списанието за статистически данни. като в училище!
Скоростта на вятъра е една от основните характеристики на въздушния поток, следователно, тъй като той определя неговата енергия. Измерва се в метри за секунда (m / sec) и се обозначава с латинската буква V. Колкото по-висока е скоростта на вятъра, толкова по-голяма е енергията, която се съдържа в потока.
За измерване на скоростта на вятъра има няколко устройства: вятърни перки, анемометри и други. Най-простото устройство за измерване на скоростта на вятъра е Wilde weathervane (просто остаряло нещо, предимството е едно лесно да се изгради със собствените ти ръце).
Килът-1 е здраво прикрепен към кила-2, който, когато посоката на вятъра се промени, установява плоча 3, перпендикулярна на посоката на потока. Пластината има способността да се върти спрямо оста-4. Съответно, колкото по-силен е вятърът, толкова по-голямо е отклонението на плочата. Определете силата на вятъра с помощта на показалеца-5.
За измерване точност pllastina трябва да има размер от 300 X 150 mm и тегло от 200 грама, за райони с ниски ветрове и 800 грама за терен с ветрове по-големи от 6 м / сек.
Разделите на показалеца имат условни стойности, за да определите скоростта на вятъра, използвайте таблицата.
Тези, които не се интересуват от относителната точност, има друг начин да се определи скоростта на вятъра - чрез външни знаци.
Анемометър със схема на собствените си ръце
Скорост на вятъра
Имаше задачата да се сглоби анемометър за един проект, за да се вземат данни от компютър, като се използва USB интерфейс. Статията ще се занимава повече със самия анемометър, отколкото със системата за обработка на данни от него:
1. Компоненти
Така че, за производството на продукта са необходими следните компоненти:
Мишка за топка Мицуми - 1 бр.
Топка за тенис на маса - 2 бр.
Плочка плексиглас с подходящ размер
Сечение на медния проводник 2.5 mm 2-3 см
Пръчка от химикалката - 1 бр.
Chop-chups бонбони стик - 1 бр.
Клип за кабел - 1 бр.
Кухи месингови варели 1 бр.
2. Производство на работни колела
Към месинговия цев бяха залепени 3 броя медни проводници с дължина 1 см всяка под ъгъл от 120 градуса. В дупката на бурето закачах багажника от китайския играч с резба на края.
Тръбата от бонбона се нарязва на 3 парчета с дължина около 2 см.
2 намали наполовина топчета и използване на малки винтове от същия играч и полистирол лепило (лепило пистолет), свързан с топка половини на тръбите близалка.
Тръби с половинки от топка, поставени върху запоени парчета от тел, върху всичко, фиксирано с лепило.
3. Производство на основната част
Носещият елемент на анемометъра е метален прът от химикалка. В долната част на пръта (където е поставена щепсела), вмъкнах диска от мишката (енкодер). Дизайнът на долната част на най-мишка енкодер мишката отпочинали срещу формиране на лагер точка на тялото, смазката е там, така че енкодер е лесно да се върти. Но това беше необходимо да се определят горната част на стъблото, за това да намеря подходящ парче пластмаса с дупка точно в диаметъра на прът (като парчето бе прерязана от превоз разтегателна система CD-роми). Тя остана да се реши проблема, така че пръта с енкодер да не падне, на мястото на лагера, така че в интернет директно към поддържащия елемент, аз запоени няколко капки припой. По този начин пръчката свободно се върти в задържащата структура, но не пада от лагера.
Причината, поради която схемата бе избран с енкодер, както следва: всички статии за домашно метеометер в интернет, описваща тяхното производство постояннотоковия двигател, базиран на играча, CD-роми или повече от продукта. Проблемът с такива устройства е най-напред при 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 да прехвърлите информация към компютъра, има определени проблеми, трябва да се изчисли правото на промяна на напрежението или тока от скоростта на вятъра. Когато използвате енкодер, няма такъв проблем, тъй като зависимостта е линейна. Най-високата точност, защото енкодер осигурява около 50 импулса на оборот ос анемометър, но малко по-сложно конвертор верига, в която микроконтролера е, отчитане на броя на импулса в секунда в едно от пристанищата и извеждането на тази стойност на USB порт.
4. Изпитване и калибриране
За калибриране се използва лабораторен анемометър
Целият процес е ясно видим на ролките:
© "Енциклопедия на технологиите и методите" Patlakh V.V. 1993-2007 година.