Анемометр своими руками схема: Анемометр своими руками: самая простая схема

принцип действия, изготовление и подключение устройства

Дата публикации: 23 мая 2019

Содержание

• Основные виды и варианты использования анемометра
• Чашечный анемометр своими руками: схема устройства
• Схема подключения и настройки анемометра

Определить на глаз точную скорость ветра не представляется возможным. Но в этом есть насущная необходимость, тем более что сегодня сила ветра успешно применяется в качестве альтернативного источника электрической энергии. Поэтому для получения точных данных о скорости ветра разработан и сконструирован специальный прибор – анемометр. В зависимости от используемых материалов и выполняемых функций различают несколько моделей анемометров, находящих широкое применение в быту, в лабораториях и на промышленных предприятиях.

Основные виды и варианты использования анемометра

Наиболее распространенные модели анемометра – это:

• Ручная модель с крыльчаткой, или так называемый лопастной анемометр. Его принцип действия напоминает работу вентилятора, что дало устройству еще одно название – вентиляционный анемометр. Попадая на широкую площадь поверхности лопастей, воздушная масса меняет интенсивность их вращения и позволяет легко рассчитать скорость ветра. От крыльчатки с помощью зубчатого колесного устройства запускается счетный механизм, отмечающий количество оборотов лопастей за единицу времени. Остается только вычислить скорость, которая будет равна произведению длины окружности траектории лопастей и количества оборотов. В числе главного преимущества данной модели – возможность определить не только скорость, но и направление ветра. Область применения лопастного анемометра – измерение параметров воздушных потоков в системах вентиляции и трубопроводах.

• Чашечный анемометр. Первая модель, сконструированная человеком для измерения скорости ветра. Лопасти устройства напоминают небольшие чашки, последовательно размещенные на концах металлической конструкции и направленные в одну сторону.
  Принцип работы чашечного анемометра аналогичен действию лопастной модели. Счетчик, «зашитый» в пластиковый корпус, точно определяет количество полных оборотов лопастей за единицу времени. Такой анемометр можно легко сделать своими руками.

• Термоанемометр – выполняет сразу две функции: определяет скорость и температуру воздушных масс. Принцип работы базируется на законах акустики: прибор улавливает звук, определяет его скорость и рассчитывает скорость ветра, одновременно отмечая его температуру. Электронная «начинка» гарантирует точность измерений и оперативную корректировку данных по мере изменения интенсивности перемещения воздушных масс. Термоанемометр находит широкое применение в ходе лабораторных исследований и контрольных замеров микроклиматических условий на рабочем месте в крупных промышленных цехах.

Принцип действия анемометров всех перечисленных моделей практически одинаков. Закрепленное на высоком шесте устройство поднимают как можно выше и устанавливают в направлении, позволяющем точно уловить движение воздушных масс.

Механические анемометры контролируют по поверочному устройству, входящему в комплект поставки. На индукционных моделях показания, выраженные в метрах в секунду, отображаются на встроенном циферблате.

Чашечный анемометр своими руками: схема устройства

Для изготовления самодельного анемометра в домашних условиях понадобится старая модель видеомагнитофона. Его блок вращения головок станет основой будущей конструкции. Для этого с узла снимают лишние детали, чтобы получить в остатке только каркас с осью, блок подшипников и шайбу для крепления двигателя. Всего перечисленного вполне достаточно для замеров и расчета энергии ветра. Для дальнейшей работы потребуются домашние электроинструменты и немного терпения:

• Во вращающейся части высверливаются отверстия диаметром 4мм, на которых будут устанавливаться чашки лопастей. Три отверстия на одной из них уже есть – это места креплений внутренних узлов в разобранном магнитофоне. По ним стоит ориентироваться, выбирая места для оставшихся девяти отверстий.
• В отверстия вставляют болты типа М4 длиной 10мм. Надежно закрепить чашки и исключить их вращение на оси лопасти помогут резиновые шайбы, вырезанные из старой велосипедной камеры.
• Теперь нужно взять 4 пластмассовые кружки для воды одного размера и просверлить в дне отверстие 4мм. Ручки чашек срезают «под корень».
• Чашки крепят на оси, разворачивая их в одном направлении и фиксируя с помощью болтов и резиновых шайб. Полностью собранная конструкция должна легко вращаться под воздействием даже легкого ветра.

Теперь можно собрать конструкцию полностью. Для этого:

• На вращающуюся часть узла устанавливается и крепится магнит, еще один элемент старого велосипеда. Затем проводится балансировка узла вращения, чтобы исключить одновременное вращение шеста вместе с движущимися лопастями.
• В качестве счетного датчика можно использовать снятый с велосипеда мини-компьютер. Его приклеивают к неподвижной части узла, закрыв магнит листом картона. Обязательно стоит проверить датчик тестером на быстроту срабатывания.
• Остается подключить кабель и закрепить на неподвижной части устройства кусок металлического уголка для последующего монтажа конструкции.

Схема подключения и настройки анемометра

Для точной настройки самодельного анемометра потребуется стандартная модель устройства, изготовленная в заводских условиях. В ходе одновременно выполняемых замеров показания обоих приборов должны полностью совпадать. В случае если достать готовую модель устройства не представляется возможным, самодельный анемометр можно проверить в ходе движения автомобиля в условиях полного отсутствия ветра. Количество вращений лопастей должно соответствовать показаниям спидометра. Остается только рассчитать радиус колеса в мм и сделать соответствующий перерасчет по геометрическим размерам анемометра.

После проверки точности измерения можно приступать к установке конструкции на крышу дома. Для этого понадобится достаточно высокий прочный шест, чтобы измеряемый поток воздушных масс не ограничивали расположенные рядом деревья и постройки. И для полного завершения работ остается только подключить электронную часть прибора. Теперь анемометр полностью готов выполнять свою основную функцию – фиксировать точную скорость ветра за окном.

Как сделать самодельный анемометр (измеритель скорости ветра)

Как сделать самодельный анемометр (измеритель скорости ветра)

 

Появилась задача собрать для одного проекта анемометр, чтобы снимать данные можно было на компьютере по интерфейсу USB. В статье речь пойдет больше о самом анемометре, чем о системе обработки данных с него:

 

 

1. Компоненты

 Итак, для изготовления изделия понадобились следующие компоненты:
Шариковая мышь Mitsumi — 1 шт.
Мячик для пинг-понга — 2 шт.
Кусок оргстекла подходящего размера
Медная проволока сечением 2,5 мм2 — 3 см
Стержень от шариковой ручки — 1 шт.
Палочка от конфеты чупа-чупс — 1 шт.
Клипса для кабеля — 1 шт.
Полый латунный бочонок 1 шт.

2. Изготовление крыльчатки

 

К латунному бочонку были припаяны 3 куска медной проволоки длиной 1 см каждый под углом 120 градусов. В отверстие бочонка я припаял стойку из китайского плеера с резьбой на конце.

Трубочку от конфеты разрезал на 3 части длиной около 2 см.

Разрезал пополам 2 шарика и с помощью мелких шурупов из того же плеера и полистирольного клея (клеевым пистолетом) прикрепил половинки шарика к трубочкам от чупа-чупса.

Трубочки с половинками шарика надел на припаянные куски проволоки, сверху все закрепил клеем.

3. Изготовление основной части

 

Несущим элементом анемометра является металлический стержень от шариковой ручки. В нижнюю часть стержня (куда вставлялась пробка) я вставил диск от мышки (энкодер). В конструкции самой мышки нижняя часть энкодера упиралась в корпус мышки образуя точечный подшипник, там была смазка, поэтому энкодер легко крутился. Но нужно было зафиксировать верхнюю часть стержня, для этого я подобрал подходящий кусок пластика с отверстием точно по диаметру стержня (такой кусок был вырезан из системы выдвигания каретки CD-ROMa). Оставалось решить проблему с тем, чтобы стержень с энкодером не выпадал из точечного подшипника, поэтому на стержне непосредственно перед удерживающим элементом я напаял несколько капель припоя. Таким образом, стержень свободно крутился в удерживающей конструкции, но не выпадал из подшипника.

Причина, по которой была выбрана схема с энкодером, следующая: все статьи о самодельных анемометрах в Интернете описывали их изготовление на базе двигателя постоянного тока от плеера, CD-ROMa или еще какого изделия. Проблема с такими устройствами во первых в их калибровке и малой точности при малой скорости ветра, а во вторых — в нелинейной характеристике скорости ветра по отношению к выходному напряжению, т.е. для передачи информации на компьютер есть определенные проблемы, нужно просчитывать закон изменения напряжения или тока от скорости ветра.

При использовании энкодера такой проблемы нет, так как зависимость получается линейной. Точность высочайшая, так как энкодер дает около 50 импульсов на один оборот оси анемометра, но несколько усложняется схема преобразователя, в котором стоит микроконтроллер, считающий количество импульсов в секунду на одном из портов и выдающий это значение в порт USB.

4. Испытания и калибровка

 Для калибровки был использован лабораторный анемометр:

 Весь процесс наглядно виден на роликах:

 Спасибо за внимание.

 

Автор: alk0v

Сделай анемометр для измерения скорости ветра

Сделай свой собственный анемометр из бумажных стаканчиков и соломинок! Детям понравится наблюдать за скоростью ветра с помощью этих простых метеорологических устройств.

Анемометр — это устройство, которое метеорологи используют для измерения скорости и направления ветра. Как и наш самодельный анемометр, настоящий анемометр имеет 3 или 4 чашки, прикрепленные к рукояткам. Когда дует ветер, чашки вращаются, и количество оборотов в минуту можно использовать для расчета скорости ветра.

Весна – прекрасное время для научного подразделения по погоде. А весенняя погода может быть особенно захватывающей на аллее торнадо, где мы живем! Склонность к погоде определенно может сделать ее немного менее страшной. Всегда полезно понимать, что происходит, когда случается шторм.

Хитрость в создании хорошего анемометра заключается в создании прочной конструкции, которая не развалится. Кроме того, вам нужно убедиться, что чашки могут свободно вращаться. Я очень доволен нашим дизайном! Он хорошо держится и не будет раздражать детей. Так весело в ветреный день!

Материалы, необходимые для изготовления анемометра

• Пластиковые соломинки (4)
• Бумажные стаканчики (4)
• Малярная лента или клейкая лента
• Прямая булавка
• A гвоздь
• Дырокол
• Неиспользованный карандаш

Шаг 1: Соедините две соломинки вместе, чтобы получился более длинный отрезок соломинки. Просто сожмите конец одной соломинки и вставьте ее в другую. Сделайте два таких. Если ваши соломинки гнутся, отрежьте гибкую часть, прежде чем соединить их вместе.

Шаг 2: При необходимости обрежьте четыре чашки, чтобы они не были такими высокими.

Если можете, используйте три чашки одного цвета и одну чашку другого цвета. Это значительно облегчит подсчет того, сколько раз чашки вращаются за минуту.

Шаг 3: Проделайте два отверстия в каждой чашке. Убедитесь, что отверстия расположены по прямой линии! Наденьте по чашке на каждый конец двух сегментов соломинки. Пропускание соломы через чашки делает конструкцию очень устойчивой. Кроме того, перекрывающиеся соломинки также добавляют устойчивости. Мы добавили этот шаг, потому что нам нужна была дополнительная длина, но в итоге это добавило прочности.

Шаг 4: Сделайте X из двух соломинок и прикрепите их клейкой лентой или малярным скотчем. Я отрезал длинные тонкие кусочки клейкой ленты и обернул их вокруг места соединения.

Шаг 5: Используйте гвоздь, чтобы сделать отверстие в центре точки соединения. Затем выньте гвоздь и воткните прямую булавку через отверстие в ластик карандаша.

Это еще один ключевой шаг — чтобы ваш анемометр хорошо вращался, вам нужно большое отверстие для штифта 9.0004 . Отрегулируйте свои чашки, чтобы убедиться, что они смотрят так, как наши на картинке ниже.

Тогда отправляйтесь наблюдать за ветром!

Ваш анемометр вращается медленно? Или он вращается на большой скорости? Он вращается медленно, а затем быстрее из-за порывов ветра?

Записывайте погоду!

Хватайте блокнот и ведите дневник погоды! Детям понравится вести ежедневный учет того, сколько оборотов их анемометр сделал за минуту. Объедините это со шкалой ветра Бофорта, которая использует конкретные наблюдения для измерения приблизительной скорости ветра.

Записывайте ежедневные высокие и низкие температуры и следите за тем, было ли солнечно, переменная облачность, дождь или снег.

Есть так много способов расширить это… сделать графики с количеством солнечных и пасмурных дней или рассчитать среднюю максимальную температуру за месяц.

Другие проекты по науке о погоде:

Создавать облака в банке — это так весело! Дети будут впечатлены этим, и это не сложно сделать.

Как образуются радуги? Исследуйте преломление света с помощью научного эксперимента «Танцующая радуга».

Как сделать анемометр

Устройство для измерения скорости ветра называется анемометром. Узнайте, как сделать анемометр своими руками дома или в классе. Возьмите его на улицу, чтобы увидеть, как быстро дует ветер. Все, что вам нужно, это несколько простых материалов, чтобы начать! Мы любим веселые и практические инженерные проекты для детей!

Сделать анемометр для весны Наука

Весна — идеальное время года для науки! Есть так много интересных тем для изучения. В это время года наши любимые темы для обучения детей весне включают Погода и радуга, геология, День Земли и конечно растения!

Приготовьтесь добавить это увлекательное занятие по науке о погоде в свои планы уроков в этом сезоне. Наши научные занятия и эксперименты разработаны с заботой о вас, родителях или учителях!

Простота настройки, быстрота выполнения, выполнение большинства действий занимает от 15 до 30 минут и доставляет массу удовольствия! Кроме того, наши списки расходных материалов обычно содержат только бесплатные или дешевые материалы, которые вы можете достать из дома!

Давайте узнаем об анемометрах, что они измеряют и как работают! Пока вы этим занимаетесь, обязательно ознакомьтесь с другими весенними научными занятиями.

Что такое анемометр?

Анемометр — это устройство, используемое для измерения скорости и направления ветра. Знаете ли вы, что слово «анемометр» происходит от греческого слова «ветер», что означает анемос ?

Существуют различные типы анемометров, но наиболее распространенным типом является чашечный анемометр . Анемометр может быть ручным или цифровым.

Как работает анемометр?

Чашечный анемометр имеет три или четыре чашки, прикрепленные к вертикальной оси. Когда дует ветер, чашки вращаются вокруг оси. Скорость чашек пропорциональна скорости ветра, и анемометр может измерять эту скорость с помощью датчиков или механических устройств.

Анемометр также может измерять направление ветра с помощью флюгера или флюгера. Флюгер представляет собой плоскую или стреловидную пластину, которая крепится сверху анемометра. Флюгер может свободно вращаться горизонтально и всегда направлен против ветра, предоставляя информацию о направлении ветра.

Для чего используется анемометр?

Анемометры — важные инструменты для метеорологов, которые изучают погодные условия. Они также важны для физиков, изучающих движение воздуха. Узнайте больше о разных типах ученых.

Анемометры используются для контроля безопасности высотных сооружений, управления ветряными турбинами и управления судами. Они используются на большинстве метеостанций — от Арктики до пустынных регионов. Это потому, что скорость ветра может указывать на изменение погодных условий. Например, приближающийся шторм, что важно для летчиков, инженеров и климатологов.

Большие ветряные турбины даже имеют встроенные анемометры для измерения скорости ветра, которые могут остановить вращение турбин, если ветер дует слишком быстро.

Сборка анемометра своими руками

Дополните этот проект практическими инженерными работами, постройте ветряную мельницу или аэродинамическую трубу !

Расходные материалы:

• 4 бумажных стаканчика
• 2 соломинки
• Гвоздь
• Карандаш
• Лента
• Дырокол
• Чашка с отверстием для соломинки

Как сделать анемометр

ШАГ 1: Используйте дырокол, чтобы сделать два отверстия друг напротив друга, в каждой из ваших чашек.

ШАГ 2: Проденьте соломинку через отверстия так, чтобы на каждой соломинке было по две чашки (все должны быть направлены в одну сторону).

ШАГ 3: Протолкните ноготь через каждую соломинку, а затем в ластик карандаша. Положите карандаш в чашку.

ШАГ 4: Заклейте скотчем место пересечения двух соломинок.

ШАГ 5: Выйдите на улицу в ветреный день и посмотрите, что получится! Как быстро движется ветер?

Дополнительные ресурсы STEM для начала работы

Вот несколько ресурсов, которые помогут вам более эффективно представить STEM своим детям или ученикам и чувствовать себя уверенно при представлении материалов. Вы найдете полезные бесплатные печатные формы повсюду.

• Объяснение процесса проектирования
• Ученый против. Инженер
• Инженерные слова
• Вопросы для размышления (заставьте их говорить об этом!)
• ЛУЧШИЕ STEM-книги для детей
• 14 книг по инженерии для детей
• Календарь соревнований младшего инженера (бесплатно)
• Необходимый список расходных материалов STEM

Другие забавные занятия по погоде

Когда вы закончите это научное задание по ветру, почему бы не исследовать больше с одной из этих идей ниже.