DIY-windsnelheidsmeter
De opdracht ontstond om voor één project een windmeter te assembleren, zodat via een USB-interface gegevens op een computer konden worden opgenomen. Dit artikel zal zich meer richten op de windmeter zelf dan op het systeem voor het verwerken van gegevens daaruit:
1. Componenten
Om het product te vervaardigen waren dus de volgende componenten nodig:
Mitsumi balmuis - 1 st.
Pingpongbal – 2 st.
Een stuk plexiglas van geschikt formaat
Koperdraad met een doorsnede van 2,5 mm2 - 3 cm
Balpenvulling - 1 st.
Chupa Chups snoepstokje - 1 st.
Kabelclip - 1 st.
Holle koperen cilinder 1 st.
2. Productie van waaiers
Om het product te vervaardigen waren dus de volgende componenten nodig:
Mitsumi balmuis - 1 st.
Pingpongbal – 2 st.
Een stuk plexiglas van geschikt formaat
Koperdraad met een doorsnede van 2,5 mm2 - 3 cm
Balpenvulling - 1 st.
Chupa Chups snoepstokje - 1 st.
Kabelclip - 1 st.
Holle koperen cilinder 1 st.
2. Productie van waaiers
Aan de messing loop werden 3 stukken koperdraad van elk 1 cm lang onder een hoek van 120 graden gesoldeerd. In het gat van de loop heb ik een standaard van een Chinese speler gesoldeerd met aan het uiteinde een draad.
Ik heb de snoepbuis in 3 stukken gesneden van ongeveer 2 cm lang.
Ik heb 2 ballen doormidden gesneden en met behulp van kleine schroeven van dezelfde speler en polystyreenlijm (met een lijmpistool) de balhelften aan de lollybuisjes bevestigd.
De buizen met de bolhelften heb ik op gesoldeerde stukjes draad geplaatst en alles erbovenop vastgezet met lijm.
3. Vervaardiging van het hoofdonderdeel
Ik heb de snoepbuis in 3 stukken gesneden van ongeveer 2 cm lang.
Ik heb 2 ballen doormidden gesneden en met behulp van kleine schroeven van dezelfde speler en polystyreenlijm (met een lijmpistool) de balhelften aan de lollybuisjes bevestigd.
De buizen met de bolhelften heb ik op gesoldeerde stukjes draad geplaatst en alles erbovenop vastgezet met lijm.
3. Vervaardiging van het hoofdonderdeel
Het ondersteunende element van de anemometer is een metalen staaf van een balpen.Ik heb een muisschijf (encoder) in het onderste deel van de staaf geplaatst (waar de plug in zat). Bij het ontwerp van de muis zelf rustte het onderste deel van de encoder tegen het muislichaam en vormde zo een puntlager; er zat smeermiddel in, zodat de encoder gemakkelijk kon draaien. Maar het was nodig om het bovenste deel van de stang te bevestigen, hiervoor heb ik een geschikt stuk plastic uitgekozen met een gat dat precies zo groot was als de diameter van de stang (een dergelijk stuk werd uit het CD-ROMa-wagenuitwerpsysteem gesneden). Het probleem om ervoor te zorgen dat de staaf met de encoder niet uit het puntlager viel, moest nog worden opgelost, dus soldeerde ik een paar druppels soldeer op de staaf direct voor het vasthoudelement. De staaf roteerde dus vrij in de vasthoudstructuur, maar viel niet uit het lager.
De reden waarom er voor een schakeling met een encoder is gekozen is als volgt: alle artikelen op internet over zelfgemaakte windmeters beschrijven de vervaardiging ervan op basis van een gelijkstroommotor van een speler, cd-rom of een ander product. Het probleem met dergelijke apparaten is ten eerste hun kalibratie en lage nauwkeurigheid bij lage windsnelheden, en ten tweede de niet-lineaire karakteristiek van de windsnelheid in relatie tot de uitgangsspanning, d.w.z. Er zijn bepaalde problemen bij het overbrengen van informatie naar een computer; je moet de wet van veranderingen in spanning of stroom berekenen, afhankelijk van de windsnelheid. Bij gebruik van een encoder is er geen dergelijk probleem, omdat de afhankelijkheid lineair is. De nauwkeurigheid is het hoogst, aangezien de encoder ongeveer 50 pulsen per omwenteling van de anemometeras geeft, maar het convertercircuit is iets gecompliceerder, dat een microcontroller bevat die het aantal pulsen per seconde op een van de poorten telt en deze waarde weergeeft naar de USB-poort.
4. Testen en kalibratie
Voor de kalibratie werd een laboratoriumanemometer gebruikt
De reden waarom er voor een schakeling met een encoder is gekozen is als volgt: alle artikelen op internet over zelfgemaakte windmeters beschrijven de vervaardiging ervan op basis van een gelijkstroommotor van een speler, cd-rom of een ander product. Het probleem met dergelijke apparaten is ten eerste hun kalibratie en lage nauwkeurigheid bij lage windsnelheden, en ten tweede de niet-lineaire karakteristiek van de windsnelheid in relatie tot de uitgangsspanning, d.w.z. Er zijn bepaalde problemen bij het overbrengen van informatie naar een computer; je moet de wet van veranderingen in spanning of stroom berekenen, afhankelijk van de windsnelheid. Bij gebruik van een encoder is er geen dergelijk probleem, omdat de afhankelijkheid lineair is. De nauwkeurigheid is het hoogst, aangezien de encoder ongeveer 50 pulsen per omwenteling van de anemometeras geeft, maar het convertercircuit is iets gecompliceerder, dat een microcontroller bevat die het aantal pulsen per seconde op een van de poorten telt en deze waarde weergeeft naar de USB-poort.
4. Testen en kalibratie
Voor de kalibratie werd een laboratoriumanemometer gebruikt
