Windmesser
DIY Windgeschwindigkeitsmesser
Es bestand die Aufgabe, für ein Projekt ein Anemometer so zusammenzubauen, dass die Daten über eine USB-Schnittstelle auf einen Computer übertragen werden können. Dieser Artikel konzentriert sich mehr auf das Anemometer selbst als auf das System zur Verarbeitung der daraus gewonnenen Daten:
1. Komponenten
Zur Herstellung des Produkts wurden also folgende Komponenten benötigt:
Mitsumi-Kugelmaus - 1 Stk.
Tischtennisball - 2 Stk.
Ein Stück Plexiglas geeigneter Größe
Kupferdraht mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 - 3 cm
Kugelschreibermine - 1 Stk.
Chupa Chups Bonbonstange - 1 Stk.
Kabelclip - 1 Stk.
Hohles Messingfass 1 Stk.
2. Laufradherstellung
Zur Herstellung des Produkts wurden also folgende Komponenten benötigt:
Mitsumi-Kugelmaus - 1 Stk.
Tischtennisball - 2 Stk.
Ein Stück Plexiglas geeigneter Größe
Kupferdraht mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 - 3 cm
Kugelschreibermine - 1 Stk.
Chupa Chups Bonbonstange - 1 Stk.
Kabelclip - 1 Stk.
Hohles Messingfass 1 Stk.
2. Laufradherstellung
An den Messingzylinder wurden im Winkel von 120 Grad 3 Stücke Kupferdraht von jeweils 1 cm Länge angelötet. In das Loch des Laufs habe ich einen Ständer eines chinesischen Spielers mit einem Gewinde am Ende eingelötet.
Ich schneide die Bonbonröhre in 3 etwa 2 cm lange Stücke.
Ich habe 2 Kugeln halbiert und mit kleinen Schrauben vom gleichen Spieler und Styroporkleber (mit einer Klebepistole) die Kugelhälften an den Lutscherröhren befestigt.
Ich habe die Röhren mit den Kugelhälften auf angelötete Drahtstücke gelegt und alles oben mit Kleber befestigt.
3. Herstellung des Hauptteils
Ich schneide die Bonbonröhre in 3 etwa 2 cm lange Stücke.
Ich habe 2 Kugeln halbiert und mit kleinen Schrauben vom gleichen Spieler und Styroporkleber (mit einer Klebepistole) die Kugelhälften an den Lutscherröhren befestigt.
Ich habe die Röhren mit den Kugelhälften auf angelötete Drahtstücke gelegt und alles oben mit Kleber befestigt.
3. Herstellung des Hauptteils
Das tragende Element des Anemometers ist ein Metallstab eines Kugelschreibers.Ich habe eine Mausscheibe (Encoder) in den unteren Teil der Stange (wo der Stecker eingesteckt war) eingefügt. Beim Design der Maus selbst lag der untere Teil des Encoders am Mauskörper an, um ein Punktlager zu bilden; dort befand sich Schmiermittel, sodass sich der Encoder leicht drehen ließ. Aber es war notwendig, den oberen Teil der Stange zu fixieren, dafür habe ich ein passendes Stück Plastik mit einem Loch ausgewählt, das genau dem Durchmesser der Stange entspricht (ein solches Stück wurde aus dem CD-ROMa-Wagenauswurfsystem geschnitten). Es blieb noch das Problem zu lösen, sicherzustellen, dass die Stange mit dem Encoder nicht aus dem Punktlager fällt, also habe ich direkt vor dem Halteelement ein paar Tropfen Lot auf die Stange gelötet. Somit drehte sich die Stange frei in der Haltestruktur, fiel jedoch nicht aus dem Lager.
Der Grund, warum eine Schaltung mit Encoder gewählt wurde, ist folgender: In allen Artikeln über selbstgebaute Anemometer im Internet wurde deren Herstellung auf der Grundlage eines Gleichstrommotors aus einem Player, einer CD-ROM oder einem anderen Produkt beschrieben. Das Problem bei solchen Geräten ist erstens ihre Kalibrierung und geringe Genauigkeit bei geringen Windgeschwindigkeiten und zweitens der nichtlineare Verlauf der Windgeschwindigkeit im Verhältnis zur Ausgangsspannung, d.h. Bei der Übertragung von Informationen an einen Computer gibt es bestimmte Probleme: Sie müssen das Gesetz der Spannungs- oder Stromänderung in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit berechnen. Bei Verwendung eines Encoders besteht dieses Problem nicht, da die Abhängigkeit linear ist. Die Genauigkeit ist am höchsten, da der Encoder etwa 50 Impulse pro Umdrehung der Anemometerachse liefert, allerdings ist die Wandlerschaltung etwas komplizierter, die einen Mikrocontroller enthält, der die Anzahl der Impulse pro Sekunde an einem der Ports zählt und diesen Wert ausgibt an den USB-Anschluss.
4. Prüfung und Kalibrierung
Zur Kalibrierung wurde ein Laboranemometer verwendet
Der Grund, warum eine Schaltung mit Encoder gewählt wurde, ist folgender: In allen Artikeln über selbstgebaute Anemometer im Internet wurde deren Herstellung auf der Grundlage eines Gleichstrommotors aus einem Player, einer CD-ROM oder einem anderen Produkt beschrieben. Das Problem bei solchen Geräten ist erstens ihre Kalibrierung und geringe Genauigkeit bei geringen Windgeschwindigkeiten und zweitens der nichtlineare Verlauf der Windgeschwindigkeit im Verhältnis zur Ausgangsspannung, d.h. Bei der Übertragung von Informationen an einen Computer gibt es bestimmte Probleme: Sie müssen das Gesetz der Spannungs- oder Stromänderung in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit berechnen. Bei Verwendung eines Encoders besteht dieses Problem nicht, da die Abhängigkeit linear ist. Die Genauigkeit ist am höchsten, da der Encoder etwa 50 Impulse pro Umdrehung der Anemometerachse liefert, allerdings ist die Wandlerschaltung etwas komplizierter, die einen Mikrocontroller enthält, der die Anzahl der Impulse pro Sekunde an einem der Ports zählt und diesen Wert ausgibt an den USB-Anschluss.
4. Prüfung und Kalibrierung
Zur Kalibrierung wurde ein Laboranemometer verwendet
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