Skocz do zawartości

Wiatromierz


piter161

Pomocna odpowiedź

Bardzo dziękuję za pomoc.

Teraz jednak widzę, że zdanie "..pomiarze prędkości wiatru dla każdego zwarcia zestyku" można zrozumieć jak pomiar długości impulsu choć nie sądzę, by to Autor miał na myśli.

Oczywiście chodzi mi o pomiar czasu pomiędzy kolejnymi impulsami (zboczami narastającymi impulsu) - ze względu na "przypadkowość" drgania styków pomiar czasu trwania samego impulsu jest raczej bez sensu.

Co buduję: urządzenie pomiarowe do wyrzutni rakiet dla Sekcji Rakietowej Studenckiego Koła Rakietowego na PW.

Mierzone ma być (w nawiasach podałem wybrane urządzenie): temperatura i ciśnienie powietrza (BMP180), prędkość (wartość średnia i poryw) i kierunek wiatru (stacja pogodowa z Botlandu), pozycja wyrzutni (GPS), nachylenie szyny wyrzutni względem podłoża (akcelerometr z MPU 6050), orientacja.azymut (HMC5883L). Przesyłanie danych bezprzewodowo na odległość około 500m (NRF24L01+ ze wzmacniaczem). System oparty będzie na mikrokontrolerach ATmega328p na płytkach Arduino Nano (nie planuję wykonywać/zamawiać PCB, montaż na perfboardzie).

Z dodatkowych wymagań to pewien stopień wodoodporności (ma wytrzymać kondensację pary wodnej i mżawkę).

Sposób pomiaru parametrów wiatru (za pomocą wspomnianej stacji pogodowej) wybrany został ze względu na prostotę. Dostaję w zasadzie gotowy osprzęt i jedyne co muszę zrobić to opanować pomiar okresu (prędkość) i napięcia z dzielnika napięciowego (kierunek). Rozwiązania podane przez Ciebie są interesujące i pewnie byłyby nawet lepsze gdyby nie to, że ilość czasu którą musiałbym poświęcić na uruchomienie takich rozwiązań jest dość spory (a niestety nie mam go zbyt wiele, a wydłużania czasu realizacji projektu też wolałbym uniknąć).

Dodatkowo trzeba wziąć pod uwagę, że uzyskiwane wyniki będą raczej służyły tylko do orientacyjnego ocenienia warunków pogodowych, więc raczej nie ma sensu wchodzić w bardziej zaawansowane urządzenia (tak mi się wydaje).

Link do komentarza
Share on other sites

Korzystałem z tego samego czujnika w moim projekcie. Nie wiem czy to jest kwestia marnej jakości tego czujnika czy natury kontaktronów ale muszę przyznać że drgania styków są trudne do opanowania. Równocześnie trudno jest zaprojektować filtr cyfrowy czy analogowy do eliminacji tego problemu gdyż rozrzut częstotliwości w jakich ten czujnik generuje impulsy jest bardzo duży. Przy małych prędkościach wiatru, drgania są bardzo długie i filtr który by je eliminował równocześnie obcina całe impulsy przy większych porywach wiatru. Zapewne można zaprojektować filtr który sobie z tym poradzi ale dużo prościej jest zamienić kontaktron na czujnik halla z cyfrowym wyjściem i histerezą. Można je dostać parę złotych. Odnośnie kalibracji to w pierwszym linku z oryginalnego posta można znaleźć notę katalogową z współczynnikiem prędkości wiatru do prędkości obrotowej czujnika. Jak dla mnie oba czujniki z pierwszego i drugiego linka są akie same, różnią się tylko tym że w pierwszym jest sprzedawany cały komplet. Ostatnią sprawą jest program polecam równoczesne mierzenie ilości obrotów i ich czasu. W ten sposób można uzyskać lepszą rozdzielczość na całej rozpiętości prędkości wiatru. Przy małych częstotliwościach okres gra ważniejszą rolę, a przy większych prędkościach ilość obrotów jest ważniejsza. Równocześnie tym sposobem można uzyskać stałą częstotliwość próbek a wynik jest średnią prędkością z całego okresu pomiędzy próbkami.

Link do komentarza
Share on other sites

O, to dość smutna wiadomość.

Ale myślę, że można rozwiązać ten problem stosując układ NE555 w trybie monostabilnym.

Jak sądzisz? Pierwsze zbocze wyzwoli układ, filtru RC nie ma, czas impulsu i drgań nie ma znaczenia (zakładając że dobiorę odpowiedni czas trwania impulsu wyjściowego).

Link do komentarza
Share on other sites

Nasz nowy kolega chce powiedzieć, że jeśli kontaktron będzie odbijał wystarczająco długo a wiatraczek będzie się kręcił wystarczająco szybko, to na wyjściu zaczniesz dostawać prawie nieprzerwany ciąg krótkich szpilek w górę i w dół bez żadnej możliwości wyznaczenia która jest "pierwsza". W tej sytuacji nawet najlepszy filtr będzie bezradny i nie ma znaczenia czy użyjesz RC+przerzutnika Schmitta czy 555 (który de facto zadziała tak samo) czy jeszcze czegoś innego.

Z moich obserwacji (podłączyłem stary polski kontaktron 20mm) wynika, że nie jest tak źle a przynajmniej nie jest źle dopóki nie wystawimy wiatromierza przez okno samolotu. Czas wszystkich odbić w moim prymitywnym układzie pomiarowym był sporo krótszy od 1ms i jest to bardzo niewielki procent okresu obrotu. Nawet przy prędkości 10 obr/s wciąż mamy 50ms na "górkę" i 50ms na "dołek", co spokojnie można odróżnić od 1ms okresów przejściowych. Być może wiele zależy od samego kontaktronu, od położenia magnesu, jego siły i kierunku biegunów - tego już nie sprawdziłem. Na pewno trochę też zależy od natężenia prądu, bo styki pokrywają się jakimiś warstwami pasywującymi "udającymi" przerwę lub gorszy kontakt (co podobno widać na sygnale wyjściowym) a proces samoczyszczenia wymaga pewnego minimalnego prądu. Nie jest tak, że im mniej prądu tym lepiej - ale to cecha wszystkich przekaźników i ich styków.

Żeby nie było tak różowo, jako podstawę do pewnych niepokojów znalazłem w literaturze przebiegi odbić o długości nawet 20ms - to już może być niebezpieczne, choć sam tego nie zauważyłem.

Kontaktron na świecie nazywany jest "reed switch" lub "reed relay" - gdyby ktoś poszukiwał materiałów lub próbował to kupić. Czujnik hallotronowy jest chyba rzeczywiście najlepszym wyjściem, bo a) do tego właśnie został stworzony, b) pobiera mało prądu, c) ma histerezę więc nie świruje w czasie zmian kierunku/natężenia pola, d) nie odbija. Trzeba mu doprowadzić zasilanie, więc zamiast dwóch przewodów mamy trzy, ale to chyba nie jest wielki koszt przynajmniej wykonaniu jednostkowym urządzenia.

Ta kondensacja wody to straszny problem. Jak rozumiem myślisz o warunkach przejścia w dół przez punkt rosy w otaczającym powietrzu lub wniesienia zimnego urządzenia do ciepłego wnętrza. Jeśli zrobisz obudowę z otworami (bo pomiary ciśnienia itp) to w każdej chwili możesz mieć warstwę wody na płytce - to załatwia każdy układ a po miesiącu użytkowania całe PCB nadaje się do wyrzucenia. Jeśli zrobisz obudowę hermetyczną, nigdy taka na 100% nie będzie i po zimie (lub kilku miesiącach pracy w trudnych warunkach klimatycznych) masz w środku jeziorko. Na skutek zmian ciśnienia wilgoć jest zasysana z powietrzem a potem niestety zostaje w środku w postaci coraz większych kropel. Pomyśl nad otworami wyrównującymi ciśnienie wyposażonymi w membrany półprzepuszczalne. Jeśli w środku chcesz mierzyć parametry środowiskowe - masz kłopot do kwadratu. Najlepiej gdyby czujniki znalazły się w osobnym, specjalnie zaprojektowanym i odpowiednio uszczelnionym pudełku (może da się to wydrukować?) bo wiele z nich ma dość specyficzne wymagania na materiały uszczelek, dopuszczalną chemię używaną do klejenia, mocowania itp. Po prostu powierzchnie czujników wystawione na powietrze są pokryte różnymi dziwnymi materiałami i dlatego dość delikatne. Sprawdź w każdym przypadku czy producent wybranego czujnika nie zamieścił jakięjś noty aplikacyjnej dot. jego używania.

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

jeśli kontaktron będzie odbijał wystarczająco długo a wiatraczek będzie się kręcił wystarczająco szybko, to na wyjściu zaczniesz dostawać prawie nieprzerwany ciąg krótkich szpilek w górę i w dół bez żadnej możliwości wyznaczenia która jest "pierwsza".

Racja, ale mam nadzieję, że taka sytuacja wystąpi przy odpowiednio wysokiej prędkości, przy której dokładność pomiarów już nie będzie miała znaczenia bo start będzie odwołany.

Jak sytuacja wygląda wyjdzie w praniu.

Jeśli chodzi o wodoodporność to mam na myśli przetrwanie kilkunastu minut deszczu oraz osadzanie się wody.

Obudowy do elektroniki mierzącej parametry powietrza (temperatura i ciśnienie - BMP180) będzie drukowana (z PLA), planowałem ją wykonać tak, że otwory będą od spodu, otoczone niewielkim kołnierzem zabezpieczającym przed zacinającym deszczem.

Oczywiście że po jakimś czasie elektronika wysiądzie, ale biorąc pod uwagę planowane zastosowanie (starty pewnie raz w miesiącu, a zła pogoda trafi się raz na kilka wyjazdów) nie trzeba się o to za bardzo obawiać. Czujnik zamontowany będzie do PCB w postaci modułu, więc można go w razie czego wymienić.

Link do komentarza
Share on other sites

Dołącz do dyskusji, napisz odpowiedź!

Jeśli masz już konto to zaloguj się teraz, aby opublikować wiadomość jako Ty. Możesz też napisać teraz i zarejestrować się później.
Uwaga: wgrywanie zdjęć i załączników dostępne jest po zalogowaniu!

Anonim
Dołącz do dyskusji! Kliknij i zacznij pisać...

×   Wklejony jako tekst z formatowaniem.   Przywróć formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Twój link będzie automatycznie osadzony.   Wyświetlać jako link

×   Twoja poprzednia zawartość została przywrócona.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz wkleić zdjęć bezpośrednio. Prześlij lub wstaw obrazy z adresu URL.

×
×
  • Utwórz nowe...

Ważne informacje

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