Skocz do zawartości

Pomiar siły i kierunku wiatru


Pomocna odpowiedź

Hej, wprawdzie planowałem to od dawna ale koszt gotowych rozwiązań odstraszał. Więc kest decyzja, po udanym(?) projekcie czujnika jakości powietrza przyszedł czas na czujnik wiatru. 

Plan jest taki: albo esp albo przewody do arduino mega. Mechnicznie coś wymyślę, tym bardziej że na altanie od 10 lat jest coś co pokazuje kierunek wiatru i kręci się zależnie od jego prędkości. Ma być coś podobnego :

https://nettigo.pl/products/czujniki-pogodowe?utm_campaign=all_akademia&utm_medium=link&utm_source=mcart

Teraz pytanie jak rozwiązać kwestię przeniesienia mechaniki na informację dla uC. Myślałem nad zastosowaniem enkoderów, albo bezpośrednio w osi urządzeń albo po przeniesieniu przez jakąś przekładnię itp.

Problemem będzie pewnie uszczelnienie takiego mechamizmu. Przydałyby się też jakieś większe te enkodery. Strasznie nie lubię "ginekologicznej" roboty.

Jakby się ktoś podzielił sugestiami, będę wdzięczny 🙂

Edit: może takie coś https://botland.com.pl/pl/enkodery/7179-zestaw-enkoderow-magnetycznych-do-silnikow-katowych-pololu-27-18v-2szt.html?search_query=Enkoder&results=264

W sumie do pomiaru prędkości nie potrzebna mi dokładność. Myślę, że nawet impuls na obrót by wystarczył, wiec może czujnik halla i jakiś magnes.

Tylko co z pomiarem kierunku...

Link do komentarza
Share on other sites

Wydrukuj okrąg pomalowany na biało-czarno. Aby był wodoodporny polecam laminat. Potrzebujesz wtedy czujnika odbiciowego np. CNY70 i za 10 zł masz enkoder. Zliczasz ilość impulsów czarnych na jednostkę czasu i masz prędkość wiatru.

A może masz kontaktron i magnes? Zasada wyznaczenia prędkości ta sama, a do tego taniej.

Co do kierunku sprawa jest prosta jeśli konstrukcja umieszczona jest na stałe i  się nie obraca. Zrobiłbym to na 8 kontaktronach umieszczonych na obwodzie koła. Do łopatki odchylanej przez wiatr zamocowałbym magnes i w zależności od zamkniętego kontaktronu przypisał na stałe kierunek wiatru. Sprawa się trochę komplikuje jeśli chciałbyś to umieścić na mobilnym robocie?

Link do komentarza
Share on other sites

Do kierunku wiatru potrzebujesz enkodera bezwzględnego a nie takiego, co to oddaje impuls co ileśtam stopni. Co Ci z takich impulsów skoro nie wiesz w którą stronę obrócona jest chorągiewka? Musiałbyś zrobić jakiś trzeci kanał dający sygnał "Reset" ze znanego kierunku np. Północ +/- 5 stopni, ale to dobre rozwiązanie gdy masz to urządzenie na biurku. W przypadku dachu lub generalnie czujników bezobsługowych ręczne zerowanie raczej nie wchodzi w grę, przecież nie będziesz po każdej awarii zasilania czekał na wiatr z północy albo właził na słup. Istnieją enkodery optyczne np. 8- lub 10-kanałowe co się przekłada na 256 lub 1024 odróżnialne pozycje w obrocie 360 stopni, ale te są drogie. Co prawda bez problemu znajdziesz np. wykonania przemysłowe, szczelne i odporne prawie na wszystko, ale opory ruchu mogą być spore, no i ta cena.. Okolice 200+ zł za sztukę to raczej standard:

https://botland.com.pl/pl/enkodery/11192-czujnik-obrotu-enkoder-1024-pr.html

 Ja bym celował w coś magnetyczego ale z wyjściem absolutnym/bezwzględnym. Są takie scalaki:

https://botland.com.pl/pl/enkodery/12651-enkoder-magnetyczny-uklad-am4096-12-bitow.html

nad którymi na wysokości milimetra wystarczy zamontować magnes na obrotowej osi i masz enkoder absolutny w zasadzie bez tarcia. Kup scalak i zrób płytkę albo znajdź gotowy moduł na tym lub podobnym wynalazku. Takie coś oddaje sygnały cyfrowe w postaci impulsów, możesz z tego czytać szeregowo rejestry po jakimś SPI lub nawet dostać dwa kanały analogowe (sin i cos), podłączyć je do ADC i na tej podstawie liczyć kąt. Teraz tylko wystarczy wymyślić jak temu cosiu woda ma nie kapać na głowę. Zawsze możesz odwrócić konstrukcję i enkoder umieścić w pudełeczku ponad chorągiewką, tę spuścić w dół i ułożyskować w dobrze dobranej tulejce np. teflonowej. Całość elektroniki możesz zamknąć w taniej obudowie hermetycznej, zrobić szczelne przepusty na kable, w podłodze łożysko chorągiweki a całość postawić na trzech-czterech cienkich słupkach.

https://www.kradex.com.pl/

Tu masz dział "Obudowy hermetyczne", wybierz sobie coś. 

Przykład szczelnego przepustu/dławnicy:

https://botland.com.pl/pl/organizery-do-przewodow/7510-przepust-kablowy-hermetyczny-gwint-m12-bialy.html

Mają tego wiele rodzajów, do wyboru do koloru. Do tego okrągły (koniecznie) kabel wielożyłowy i tyle.  No albo moduł radiowy, w promieniu kilkunastu metrów to i anteny nie musisz zewnątrz wyciągać. Gniazda antenowe szczelne są b. drogie, chyba że wyjdziesz kablem w.cz przez kolejny przepust.

EDIT:

A może chaiłbyś porwać się na czujnik kierunku i prędkości wiatru ultradźwiękowy, bez elementów ruchomych? Nie ma tam ginekologii, ale jest.. hydraulika:

https://www.avrfreaks.net/forum/ultrasonic-wind-speed-mesurment-avr?page=all

http://embedded-lab.com/blog/making-an-ultrasonic-anemometer/

Edytowano przez marek1707
Literówki, literówki..
Link do komentarza
Share on other sites

Matural o kontraktonie nie pomyślałem, nawet dwa mi leżą, będzie na siłę wiatru jak znalazł. Co do kierunku to przy kontraktonach kupa kabli, miejsca i pinów uC.

45 minut temu, marek1707 napisał:

Ja bym celował w coś magnetyczego ale z wyjściem absolutnym/bezwzględnym. Są takie scalaki:

https://botland.com.pl/pl/enkodery/12651-enkoder-magnetyczny-uklad-am4096-12-bitow.html

Napisz coś więcej. Nad tym scalakiem obraca się jeden magnes i to działa? On go "widzi"? Wie w jakiej jest pozycji, że może wskazać kierunek?

Link do komentarza
Share on other sites

Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.
Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę.

jlcpcb.jpg

jlcpcb.jpg

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

Gdy scalak leży powiedzmy poziomo to magnes musi mieć bieguny tak by pole było rozpięte równolegle płaszczyzny do scalaka, czyli bieguny N/S po bokach magnesu a nie góra/dół. W środku masz dwa hallotrony obrócone względem siebie o 90 stopni. Każdy z nich oddaje amplitudę i znak (niech będzie że "widzianego") pola a mając dwie składowe ortogonalne z prostej trygonometrii liczysz kąt w zakresie 0-360 stopni. Te składowe dostajesz, scalak chyba tego nie przelicza. Na szczęście procesory już dawno umieją w matematykę więc to nie problem.

Tu masz datasheet popularnego scalaka tego typu, poczytaj:

https://ams.com/documents/20143/36005/AS5040_DS000374_3-00.pdf

EDIT:

Errata: Scalak od AMS przelicza składowe pola i oddaje 10-bitowy kąt obrócenia magnesu po SPI 🙂

Ten od RLS (dostępny w Botlandzie) też liczy sam:

https://www.rls.si/en/am4096-12-bit-rotary-magnetic-encoder-chip

Edytowano przez marek1707
Link do komentarza
Share on other sites

Bądź aktywny - zaloguj się lub utwórz konto!

Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony

Utwórz konto w ~20 sekund!

Zarejestruj nowe konto, to proste!

Zarejestruj się »

Zaloguj się

Posiadasz własne konto? Użyj go!

Zaloguj się »
×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym może działać lepiej. Więcej na ten temat znajdziesz w Polityce Prywatności.