Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pomiar prędkości wiatru

comer3 23 Kwi 2008 19:22 15038 20
  • #1 23 Kwi 2008 19:22
    comer3
    Poziom 27  

    Witam!!

    Proszę o weryfikacje mojego toku myślenia odnośnie przeliczenia prędkości wiatru...
    A mianowicie posiadając anemometr i znając średnicę koła (wyrażoną w metrach) jakie zataczają czasze podczas pełnego jednego obrotu wystarczy to przemnożyć przez π i tym samym uzyskuje się 'drogę na jeden obrót (w metrach)' - teraz znając drogę na obrót przemnożyć ją razy ilość impulsów zliczonych w ciągu jednej sekundy uzyskując tym samym prędkość wiatru w m/s... :?:

    -1 20
  • #2 24 Kwi 2008 10:48
    xtedek
    Poziom 16  

    Według mnie teoria w tym wypadku będzie zawodna. Lepiej badać np. w bezwietrzny dzień przy użyciu samochodu ilość impulsów przy danej prędkości. Poza tym producent na pewno poda ci odpowiednie informacje co do wyliczania prędkości

    0
  • #3 24 Kwi 2008 11:03
    comer3
    Poziom 27  

    No właśnie w tym sęk, że w każdej nocie katalogowej anomometru jaką bym nie ściągnął nie ma takich informacji...
    Napisałem do autora artykułu o anemometrze z EDW 2003/04, zobaczę co mi odpisze ... :)

    0
  • #4 24 Kwi 2008 11:39
    xtedek
    Poziom 16  

    W sumie to również interesowałem się tematem wiatromierzy jednak to co mnie najbardziej zdziwiło to ich ceny. No bo przepraszam ale jak kawałek chińskiego plastiku może kosztować kilkaset złotych?

    Co do budowy własnego urządzenia to w kwestii mechanicznej miałem na uwadze hallotron z wiatraczka komputerowego i poprzecinane piłeczki pingpongowe. Poza tym zostają jeszcze jakieś zintegrowane zestawy z alledrogo.pl

    A jakie są twoje doświadczenia w tym zakresie. A no i sorry za OT

    0
  • #5 24 Kwi 2008 12:07
    fantom
    Poziom 31  

    Przerabialem ten temat na prace magisterska ale ja mialem miec do dyspozycji anemometr z wyjsciem na RS-232. Co do zwyklego przeskalowania to mysle ze watpie aby takie bezposrednie przeliczenie bylo miarodajne (fluktuacje i opory powietrza). Raczej trzeba kalibrowac chociaz takie profesjonalne powinny miec przeciez dokumentacje i wszystko opisane. Co do projektow amatorskich to ja interesowalem sie wykorzystaniem wiatraczka komputerowego z wybebeszonym srodkiem (uzwojenia, magnes staly) i zostawionym tylko hallotronem + jakies 2 male magnesiki. Jakos to sie krecilo nawet tylko trzeba samemu kalibrowac samochodem ale tego juz nie robilem ;-).

    0
  • #6 24 Kwi 2008 12:13
    comer3
    Poziom 27  

    I tutaj muszę przyznać Ci rację - trochę plastiku ze zintegrowanym czujnikiem Hala kosztuje ponad 700 zł (anemometry czaszowe) .. :|

    A wracając do tematu, to zacząłem się nim interesować od niedawna, kiedy dostałem taki projekt do wykonania na uczelni .. :)

    W zasadzie to mam napisać oprogramowanie do jakiegoś wybranego anemometru, które zlicza impulsy i na tej podstawie oblicza prędkość wiatru.. Jak z napisaniem oprogramowania nie ma kłopotów to gorzej jest właśnie ze znalezieniem teorii w której były by potrzebne wzory do zaimplementowania w kod...
    Z odpowiedzi jaką otrzymałem od autora artykułu z EDW wynika że wystarczy przemnożyć przez 2π promień np. takiego anomometru jaki podałem w linku wyżej (ale promień liczony od środka osi obrotu do środka czaszy z uwzględnieniem mocowań poprzecznych i gotowe - i tak pewnie zrobię, tylko muszę znaleźć jakiś gotowy anemometr z czaszami kulistymi w którym czujnikiem byłby czujnik hala dający na wyjściu impulsy prostokątne.. Ten anemometr który podałem w linku wyżej ma jakieś dziwne czasze i opierając się na wykładach (oraz dyskusji mailowej) dr. Krzysztofa Markowicza z Instytutu Geofizyki UW dla niego trzeba było by policzyć współczynnik Robinsona i dlatego aby nie wchodzić w jakieś strasznie skomplikowane obliczenia poszukam jakiegoś anemometru czaszowego.. :)

    Co do własnego wykonania takiego anomometru wykorzystując czujnik Hala z wiatraczka komputerowego - próbowałem działać w tym zakresie, ale czujniki Hala z wiatraka komputerowego, który ja rozebrałem były za wolne - i uC głupiał bo impulsy pochodzące przy przełączaniu z N na S się na siebie nakładały (tak mi się wydaje, bo pomiary były całkiem nierzeczywiste).. Grzebiąc po necie w poszukiwaniu Halotronu, który byłby dobry do takiego anomometru trafiłem na TLE4905G (ewentualnie TLE4905L).. Zamówiłem sztukę do testów i czekam aż przyjdzie .. :)

    0
  • #7 24 Kwi 2008 14:35
    Przemek_Kuchta
    Poziom 20  

    Na projekt grupowy robiliśmy stację meteorologiczną. Pomiar prędkosci wiatru miał być realizowany metodą ultradźwiękową. Wykorzystywane miało być zjawisko unoszenia fali dźwiękowej przez wiatr. 3 czujniki przesunięte między sobą o 120 stopni i na przemian przełączane, tzn raz jeden był nadajnikiem a pozostałę 2 odbiornikami, a potem zmiana. Ale pojawił się problem przy prezełączaniu czujników. W każdym razie za pomocą ultradźwięków można było dokładnie określić prędkosć wiatru i kierunek. Prędkosć musi być badana różnicowo, bo prędkość dźwięku zależy silnie od temperatury i wilgotności.
    Podsumowując... skończyliśmy na 3 piłeczka do pingponga ;(

    2
  • #8 24 Sty 2009 14:29
    TOMSON
    Poziom 19  

    Witam

    Czy koledzy otrzymali jakieś satysfakcjonujące wyniki pomiarów

    0
  • #9 25 Sty 2009 00:37
    Przemek_Kuchta
    Poziom 20  

    Niestety dopiero po przejściu na śmigiełko. Ultradźwięki okazały się klapą. Był problem z ich przełączeniem i zakłóceniami. Może jeszcze kiedyś posiedzę nad tym, bo koncepcja jest dobra, tylko trzeba wykonanie poprawić.

    0
  • #10 25 Sty 2009 09:08
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Przecież do osi takiego wiatraczka można doczepić przesłonę zębatą i transoptor szczelinowy, co rozwiąże problem powolności czujnika. Za transoptorem dać dodatkowo układ Schmitta do kształtowania impulsów a potem to już tylko zliczać impulsy.

    Skalowanie to rzeczywiście najlepiej zrobić w czasie jazdy samochodem, najlepiej w miarę nowym gdy jeszcze prędkościomierz ma świeżą sprężynę zwrotną i nie zawyża wskazań.

    Jeszcze precyzyjniej możnaby wyznaczać prędkość przeliczając przełożenia skrzyni biegów oraz przekładni głównej w samochodzie i znając wymiary kół wyliczać sobie prędkość samochodu z obrotów silnika na danym biegu.

    Oczywiście pomiary należy robić w dzień bezwietrzny.

    A na jakiej częstotliwości "ultrawdzięków" robiliście pomiary i jakie zakłócenia się pojawiały ?

    0
  • #11 25 Sty 2009 18:16
    Przemek_Kuchta
    Poziom 20  

    Budowa wiatraczka i kalibracja była dokładnie tak jak powiedziałeś ;)

    Co do ultradźwięków, to już myśleliśmy, że mamy sygnał, tzn że odbieramy sygnał a tu się okazało, że to idzie jakoś po miasie. Robiliśmy próby z rozdzielaniem mas części odbiorczej i nadawczej, ale nie pomogło. Po za tym musieliśmy stosować przetworniki zabudowane, a one miały bardzo słaby sygnał. Przy próbie wzmacniania, najlepiej udało się wzmacniać zakłócenia ;)

    0
  • #12 26 Sty 2009 00:04
    Paweł Es.
    Pomocny dla użytkowników

    Przypuszczam, że to nie szło po masie elektrycznej tylko przez sprzężenie mechaniczne po zamocowaniach. Niestety nadajnik i odbiornik muszą być tak zamocowane by drgania z nadajnika nie wnikały w jego zamocowanie, bo wtedy odbiornik "słyszy" przez przewodzenie "kostne" co powoduje zaklócenia. Gdzieś o podobnym problemie czytałem w temacie ultradźwiękowych czujników odległości, gdzie to zjawisko występowało.

    0
  • #13 26 Sty 2009 00:44
    Przemek_Kuchta
    Poziom 20  

    W czasie testów nie było jeszcze obudowy, najczęściej nadajnik i odbiornik trzymane były w ręce, więc cieżko tu mówić o przenoszeniu drgań mechanicznych, choć faktycznie mogły by się takowe pojawić po zmontowaniu całości we wspólną obudowę.

    0
  • #14 17 Lip 2011 21:53
    gn000
    Poziom 11  

    Witam, czy w czasie ostatniego roku ktoś wymyślił jakieś ciekawe rozwiązanie na prędkość i kierunek wiatru ? bardzo podoba mi się pomysł "Przemek_Kuchta" czyli ultradzwięki. Zastanawiam się nad nim, czy ktoś może ma jakieś materiały na ten temat ?

    0
  • #15 22 Wrz 2011 11:58
    Energia Wiatru
    Poziom 2  

    Witam,
    pierwszy raz na forum zabieram głos. Jakiś czas temu zainteresowałem się tematem energii pozyskiwanej z wiatru. Tyle tytułem wstępu.

    Myślałem o mierniku prędkości wiatru domowej roboty o niskim koszcie - mój pomysł:
    lekki wiatrak (łopaty np z włókna węglowego) na wysokiej klasy łożysku (wysokiej klasy ABEC 11 lub wyżej) z zastosowaniem licznika rowerowego do pomiaru prędkości obrotowej (pomiar prędkości koła w km/h). Poprawcie mnie lub wspomóżcie - muszę przeliczyć prędkość obrotową koła na prędkość wiatru.
    Licznik rowerowy zlicza ilość wzbudzeń magnesu i przelicza na podstawie obwodu prędkość.

    0
  • #16 22 Wrz 2011 20:10
    comer3
    Poziom 27  

    Aby licznik wyświetlał prędkość wiatru w km/h, musisz mu wpisać odpowiednią wartość obwodu koła. W Twoim przypadku będzie to promień liczony od końca jednej z łopatek do osi obrotu całego wiatraka. Wynik ten będzie obarczony błędem wynikającym z tarć w łożysku, na pokonanie których przypada pewna (niewielka) prędkość wiatru.
    Najlepiej więc po zbudowaniu urządzenia porównać otrzymane wyniki pomiaru prędkości wiatru z fabrycznym anemometrem.

    Możesz zdradzić jak chcesz metodą domową (niskim kosztem) zbudować łopaty z włókna węglowego?

    0
  • #17 23 Wrz 2011 10:35
    Energia Wiatru
    Poziom 2  

    Wiem jak obliczyć prędkość koła - analogicznie jak w rowerze, ale jak to się ma do prędkości wiatru??
    Włókno węglowe nie jest drogie - znajomy skrobie z tego części rowerowe.
    Drogie jest wykonanie bardzo lekkiego i sztywnego a zarazem wytrzymałego elementu z carbonu.

    0
  • #18 23 Wrz 2011 18:51
    comer3
    Poziom 27  

    Energia Wiatru napisał:
    Wiem jak obliczyć prędkość koła - analogicznie jak w rowerze, ale jak to się ma do prędkości wiatru??


    Z prostej zależności - V=s/t, gdzie s to obwód koła jakie zataczają łopatki anemometru. To tak w dużym uproszczeniu - w rzeczywistości problem jest bardziej złożony.

    Budując do pomiaru prędkości anemometr wiatraczkowy zwróć uwagę na to jaki kąt nachylenia będą mieć łopatki wiatraczka. Wiadomo przecież, że parcie wiatru jest inne na płaszczyzny ustawione skośnie do czoła wiatru, a inne dla płaszczyzn ustawionych poziomo (zmienia się tzw. kąt natarcia). Wydaje mi się, że wykorzystanie w tym przypadku do pomiaru licznika rowerowego jest pomysłem chybionym - przykład: zmieniając kąt ułożenia łopatek (przy stałej prędkości wiatru), spowodujemy zmianę siły aerodynamicznej oddziaływania wiatru na płaszczyznę łopatki w związku z czym Twój anemometr dla jednych ustawień kąta będzie kręcił się wolniej, dla innych ustawień ciut szybciej, co licznik rowerowy zinterpretuje jako dwie różne prędkości obrotowe.
    Jeśli łopaty nie będą solidnie (sztywno) osadzone na wirniku, to takie zmiany (minimalne) kąta są bardzo prawdopodobne, po każdym solidnym deszczu (gradobiciu :wink: ).

    Przy budowie takiego anemometru i tak musiałbyś posiadać fabryczny anemometr, aby po ustawieniu kąta łopat sprawdzić, czy Twoje pomiary pokrywają się z drugim urządzeniem...

    0
  • #21 24 Cze 2012 20:15
    marekzi
    Poziom 38  

    Zwracam uwagę na błąd w pomyśle testowania (skalowania) takiego urządzenia zamontowanego na samochodzie.
    Prędkość strug powietrza opływających samochód będzie znacząco inna (większa) niż prędkość samochodu. Jedynym rozwiązaniem byłby montaż tego anemometru na wysokim stelażu na samochodzie - ale sztywnym i lekkim - "niewidocznym" dla powietrza.

    0