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

Arduino - Czujnik prędkości wiatru

Areecki 21 Gru 2014 11:56 7059 6
  • #1 21 Gru 2014 11:56
    Areecki
    Poziom 14  

    Witam
    Z racji moich zainteresowań meteorologią postanowiłem dopytać czy można by tanim kosztem podłączyć anemometr czaszowy oparty o działanie kontaktronu do Arduino tak aby policzyło ilość zwarć kontaktronu na sekundę i przemnożyło to przez mnożnik oparty o wzór od danego anemometru, następnie zapisywało wartości na komputerze np. co 5 s prędkość max oraz prędkość średnia z "x" minut.

    Głównym założeniem i celem jest anemometr na 20-30 m kablu zamontowany na zewnątrz mieszkania, w domu arduino które w czasie rzeczywistym podaje aktualną prędkość wiatru co 1 s. Z tego co patrzyłem aby zakupić taki sprzęt trzeba wydać setki dolarów , bo większość dokładnych szybkich anemometrów to są anemometry ręczne lub na krótkim kablu, a stację pogody wysyłają dane do konsoli od 10-15 s ( Technologia IT + ) do 1-5 min pozostałe modele jak dla mnie za długo.

    1. Pierwsza rzecz jaka nasuwa się na myśl przy takim projekcie to znalezienie w miarę dobrej jakości anemometru czaszowego w rozsądnej cenie. Przy mojej stacji jest to popularny anemometr od WH 1080 / WH 1090 .
    Tu m.in. można zakupić anemometr :
    https://www.argentdata.com/catalog/product_in...ucts_id=175&osCsid=8ungevorgmg5hj4fu2cr95bdu6
    Tutaj krótka specyfikacja :
    http://mile-end.co.uk/blog/bits/Weather-Sensor-Assembly.pdf
    Wiatromierz jest opary o proste działanie ( kontaktron + magnez na łopatkach ) w trakcie obrotu łopatek kontaktron zwiera 2x na 1 pełen obrót łopatki. Wyjście to zwykły kabel tel 2 żyłowy ( RJ11) . Ponadto producent podaję iż jeden pełny obrót w ciągu 1 s to 1.492 MPH (2.4 km/h) nierozumiem natomiast czemu producent podaje 1 zwarcie kontaktronu na 1 pełny obrót bo mam taki czujnik i jest 2 zwarcia.
    Zakupić można również bardzo podobny anemometr tutaj http://www.ebay.co.uk/itm/Replacement-Wind-Sp...-Use-With-Weather-Station-N96FY-/190973559302 za 2,49 Funta.
    http://mile-end.co.uk/blog/?p=12 - tutaj info

    2. Następnie trzeba było by zakupić odpowiednio długi kabel by umieścić na stałe wiatromierz w odpowiednim miejscu
    ( najlepiej na otwartej przestrzeni 10m nad gruntem ). Może być to podejrzewam 2 lub 4 żyłowy kabel telefoniczny ze skrętką RJ11. Koszt to około 15 zł na 30 m ( 1 zł / 2m ) .

    3. Teraz czas na najgorsze ponieważ nie mam bladego pojęcia o elektronice i o arduino wiem tyle co nic ;) Ale z tego co patrzyłem na podobnych projektach ten pomysł nie powinien być skomplikowany do osiągnięcia. Tutaj zaczynają się pytania z mojej strony czy trzeba użyć jakiegoś czujnika/modułu/ przejściówki do Arduino czy można bezpośrednio wpiąć kable do pinów arduino i podłączyć obwód pod 5 V . Zasada działania czujnika wiatru jest prosta, po prostu za pomocą kontraktronu i magnezu obwód jest zamykany x razy na sekundę w zależności od prędkości wiatru. Przy bardzo silnym wietrze około 100 km/h pewnie będzie tych zwarć dużo ( kilkadziesiąt ) i Arduino ma za zadanie zliczyć je w ciągu 1 sekundy lub nawet w próbkach po 5000ms i podać wynik w km/h jaki wiatr w ciągu tej jednej sekundy wiał. Jeśli trzeba zastosować jakiś moduł to znalazłem coś takiego ale nie wiem czy można to wykorzystać :
    1. http://www.ebay.co.uk/itm/Reed-sensor-module-...al_Components_Supplies_ET&hash=item3a96cf5df4
    2. http://botland.com.pl/arduino-shield-/2401-weather-shield-stacja-pogodowa-dla-arduino.html - Gotowy układ ale drogo ( moduł wyposażony w wejście RJ11 ) Więcej tutaj : http://scr.hu/0fqx/hb4m7 oraz tutaj : https://learn.sparkfun.com/tutorials/weather-station-wirelessly-connected-to-wunderground
    3. Znalazłem też adapter na tej stronie : https://www.manylabs.org/docs/project/weatherStation/ niestety nie ma go w sprzedaży : http://store.manylabs.org/collections/all?page=1
    Tutaj również inny projekt : można wykorzystać kod :
    https://learn.sparkfun.com/tutorials/weather-station-wirelessly-connected-to-wunderground

    Czekam na jakieś podpowiedzi pomysły jak najtaniej i najprościej to zrobić. Zostaje jeszcze zaprogramowanie układu + zapis danych do PC przy włączonym komputerze chyba nie powinno to być skomplikowane oraz układ można rozszerzyć o zapis danych przy nie podłączonym arduino do komputera na karcie pamięci + wyświetlanie danych na ekranie LCD + alternatywne zasilanie np. z baterii ( akumlatorka ). Mam nadzieję, że wyszukane linki i informacje określą temat na tyle, że ktoś z Was sam zdecyduje się na taki projekt lub podpowie co dokładnie potrzeba by to fajnie działało. Głównym celem jest odczyt wiatru co 1s , zapis tych wartości do pliku .txt z których potem można utworzyć wykres, zapis max prędkości, obliczenie średniej prędkości wiatru na podstawie odczytów. Ale to potem wszystko można zrobić już w kodzie. Na razie zależy mi na tym abym wiedział co dokładnie potrzebuje zakupić i w jaki sposób podłączyć to do arduino - czy potrzeba przejściówkę lub modół czy wystarczy włożyć 2 kabelki w odpowiednie piny napisać kod i arduino policzy resztę.

    Pozdrawiam i liczę na jakieś odpowiedzi ;)

    0 6
  • Pomocny post
    #2 21 Gru 2014 12:46
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Tego typu anemometry możesz podłączyć bezpośrednio do Arduino, niemniej jeśli to ma być np. 20 m kabel to warto dodać jakieś zabezpieczenia - podczas burzy mogą się indukować na nim napięcia niebezpieczne dla Arduino. Zamiast liczyć liczbę impulsów na sekundę lepiej liczyć odstęp pomiędzy impulsami, dzięki temu wynik będzie można szybciej uaktualniać.
    Co do reszty - to co chcesz osiągnąć nie jest jakoś bardzo skomplikowane, niemniej jeśli dopiero startujesz z mikrokontrolerami to najpierw się nimi trochę pobaw i poznaj ich programowanie.

    0
  • #3 21 Gru 2014 12:49
    Areecki
    Poziom 14  

    Dziękuję za odpowiedź.
    Długość kabla to minimum 20 m , jeśli chodzi o zabezpieczenie to jakiś rezystor czy coś innego ?

    0
  • Pomocny post
    #4 21 Gru 2014 12:50
    piotr411
    Poziom 22  

    Jakieś 3 lata temu jak była premiera Samsunga S3, zaraz go kupiłem i zabrałem się za pisanie softu na jego czujniki. Dla zabawy napisałem mini programik wykorzystujący czujnik ciśnienia + mikrofon do pomiaru prędkości wiatru;) Oczywiście tabele należało wykonać porównawczo z danymi z "profesjonalnego" miernika wiatru i o dziwo skala błędu nigdy nie przekroczyła 5% przy wskazaniach. Zatem może to też jakaś podpowiedź na wykonanie, niemechaniczne czujnika.

    Film z porównań
    Link

    0
  • Pomocny post
    #5 21 Gru 2014 12:56
    tmf
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie

    Rezystor + diody do GND i Vcc co najmniej.
    Oczywiście można prędkość mierzyć niemechanicznie, np. przy pomocy ultradźwięków (żeby nic nam nie piszczało). Przepuszczając falę w dwóch prostopadłych kierunkach można wyliczyć prędkość wiatru, poprzez pomiar czasu przejścia fali ultradźwiękowej. Jest to bardzo precyzyjna metoda i odporna na brud, kurz i inne problemy tapiące układy mechaniczne.

    0
  • #6 21 Gru 2014 12:58
    Areecki
    Poziom 14  

    Bardzo ciekawe podejście , rozumiem że wiar generował szum który następnie był badany przez soft i na tej podstawie była wyznaczana prędkość wiatru.
    Bardziej byłbym skłonny zbudować czujnik natężenia opadów deszczu na podstawie mikrofonu + jakiegoś pudełka. Kiedyś dla zabawy zrobiłem taki czujnik z miseczki aluminiowej jednorazowej do pieczenia, odwróciłem ją dnem do góry , w środku przy samym dnie przykleiłem mikrofon , potem kabelkiem do komputera na nim program rysujący wykres w zależności od natężenia dźwięku jakie generowały krople podczas opadu - tylko takie coś trzeba by też wyskalować. ( Bardzo łatwo zauważyć takie dźwięki stojąc pod zadaszonym pomieszczeniem z cienkiej blachy.

    Można również stworzyć deszczomierz wagowy oparty o Arduino który dokładnie mierzył by przyrost wody ( wagi ) w czasie opadu. Ale na razie skupmy się na samym wiatromierzu.

    tmf napisał:
    Jest to bardzo precyzyjna metoda i odporna na brud, kurz i inne problemy tapiące układy mechaniczne.


    A jakie koszty i czy są czujniki pod Arduino ? Ogólnie teraz wykorzystując czujniki pod Arduino i swoje umiejętności można bardzo dobrze wykonaną stację pogody zrobić nie dużym kosztem. Chodzi mi o np. czujnik temperatury ds18b20 lub dokładniejszy PT1000 klasy A. Można zrobić czujnik prędkości wiatru, wysokości pokrywy śnieżnej, ciśnieniomierz, wilgotnościomierz, przepływościomierz itd itd.

    Jedyne czego nie znalazłem na internecie to stworzenie czujnika/projektu który za pomocą światła lub dźwięku mógł by określić intensywność opadu śniegu ( np. szum na czarnym tle w przypadku mocnego opadu, i małe zakłócenia w przypadku słabego opadu ).

    To o czym piszę tmf jest chyba wykorzystywane w stacjach meteo firmy VAISALA, dokładność pomiarów bardzo duża ale koszty zakupu poza granicami rozsądku http://www.vaisala.com/en/meteorology/product...ruments/multiweathersensors/Pages/WXT520.aspx

    -1
  • #7 08 Sty 2015 19:07
    Areecki
    Poziom 14  

    Czy ktoś może mi wyjaśnić jedną kwestię ? Jestem bardzo słaby z elektroniki ale chciałbym wykorzystać istniejący wiatromierz który jest podłączony do amatorskiej stacji meteo która jest zasilana 2x 1,5 V. Zapewne w tym obwodzie jest jakieś napięcie i jeśli podłącze kabelki biegnące od wiatromierza do Arduino i te same 2 kabelki będą biegły również do stacji z 2x 1,5 V bateriami to jeśli Arduino będzie sprawdzał kontaktron napięciem 5 V a w stacji jest 3 V lub mniej to stacja może działać nie prawidłowo lub zostać uszkodzona. Czy w takim razie te przerwy kontaktronu można badać mniejszym napięciem lub wykorzystać napięcie ze stacji ? Czy może trzeba zastosować jakiś rezystor ? Czy może zmierzyć jakie napięcie panuje w kabelkach przy działającej stacji.

    -1