Регистратор скорости ветра и солнечного излучения: 3 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Мне нужно записать скорость ветра и мощность солнечного излучения (освещенность), чтобы оценить, сколько энергии можно извлечь с помощью ветряной турбины и / или солнечных батарей.

Я буду измерять в течение одного года, анализировать данные, а затем спроектировать автономную систему с хорошими компонентами в соответствии с моими потребностями.

Эта система каждую минуту записывает, сколько оборотов сделал анемометр, и значение, возвращаемое датчиком солнечного излучения на SD-карту. Он питается от небольшой солнечной батареи, поэтому может работать до тех пор, пока есть солнце. (Карта памяти не является ограничивающим фактором, поскольку она может хранить данные за сотни лет). Имеется литий-полимерный аккумулятор емкостью 3,7 В емкостью 2500 мАч, поэтому он может проработать несколько дней без света.

Шаг 1. Инструменты и материалы

Инструменты:

Требуется не так много инструментов. Все зависит от того, что вы покупаете и что делаете. Я решил купить электронику на adafruit, поэтому пайки не потребовалось. У меня также был этот водонепроницаемый корпус и зажимы, поэтому никаких специальных инструментов не потребовалось. Я просто вырезал деревянную часть, чтобы держать электронику внутри коробки, и проделал пару отверстий в алюминиевой пластине, чтобы закрепить солнечный элемент и анемометр.

Материал:

Я решил сделать свой собственный напечатанный на 3D-принтере анемометр (https://www.instructables.com/id/3d-Printed-Anemometer-Under-5/), но вы можете сделать свой анемометр из шариков для пинг-понга и палочек для мороженого, если вы этого не сделаете. У меня нет 3D-принтера.

У меня была возможность получить этот сверхточный датчик солнечного излучения (vantage pro 2, davis intruments), но моей первой идеей было измерение с помощью простого фотодиода. Я полагаю, что если вы не метролог, которому нужны сверхточные результаты, фотодиод подойдет. В моем случае я просто хочу знать, сколько времени светило солнце и сколько было облачно. Я также буду использовать эти данные для подсчета дней, потому что у меня нет часов реального времени. Генератор микроконтроллера неточен, поэтому его нельзя использовать в качестве эталона на больших расстояниях.

Вот электроника, которую я купил на adafruit:

• Суперяркий белый светодиод 5 мм
• Маленькая солнечная панель 6V 1W
• Литий-ионный полимерный аккумулятор - 3,7 В, 2500 мАч
• Зарядное устройство USB / DC / Solar, литий-ионное / полимерное
• Кабель-переходник с разъемом постоянного тока 3,5 / 1,3 мм или 3,8 / 1,1 мм - 5,5 / 2,1 мм
• Датчик Холла - US5881LUA (для анемометра)
• Карта памяти SD / MicroSD (8 ГБ SDHC)
• Adalogger Adafruit Feather 32u4
• Комплект разъемов Feather - 12-контактный и 16-контактный комплект женских разъемов

Шаг 2: запрограммируйте контроллер

Подключите USB и загрузите этот код с помощью Arduino IDE. Назначение контактов указано в коде в комментариях.

Каждый раз, когда южный полюс магнита проходит перед датчиком Холла, он запускает прерывание, которое увеличивает счетчик.

Каждую минуту значение счетчика сохраняется на SD-карту (как и на радиодатчик), и счетчик сбрасывается на ноль.

Проверьте, все ли работает правильно.

Шаг 3: упаковка

Поместите электронику в водонепроницаемую коробку. Я использовал горячий клей, чтобы закрыть отверстия для проволоки. Шурупами от старых игрушек я закрепил доски на деревяшке. Для аккумулятора сделал каркас и зафиксировал куском поролона.

Чтобы иметь возможность контролировать, работает ли система, светодиод мигает каждый раз, когда данные сохраняются на карте. На коробке, которую я использую, есть небольшое окошко, поэтому я осторожно разместил перед ним светодиод. Если у вас будет прозрачная коробка, будет проще.

Вот и все! Закройте коробку и установите систему рядом с вашим будущим автономным крошечным домом.