Стр. в работе, которая недавно начата. Будет готово скоро :) 


     4.  Преобразование энергии ветра в электричество.


    4.2.2 Простой анемометр из подручных материалов.


Этот анемометр работает с микроамперметром. Последний откалиброван и показывает скорость ветра. Сама головка анемометра является линейным преобразователем скорости ветра в непряжение (начиная с 2 м/с - 0,055V/(м/с)).

 

    Характеристики (этого, конкретного, анемометра):

          Скоростные.
  Зона нечувствительности  –  до 0,9 м/с (3 км/ч).
  Скорость страгивания  –  1,0 м/с (3,6 км/ч).
  Линейная зона (5%)  –  от 1,6 до 20,0 м/с ( 6-54 км/ч).
  Механическая прочность  –  проверено до 40 м/с (150 км/ч).
        
Электрические (анемометра).
  Напряжение от скорости ветра  –  0,055  V / (м/с).
 
Ток от скорости ветра (нагрузка 5,5 кОм)  –  10  мкА / (м/с).
         Электрические
(электродвигателя).
  Тип 
– низкоскоростной, постоянного тока.
  Внутреннее сопротивление  –   11,5 Ом.
  Рабочее напряжение  –  5,9 V.



  В случае, если Вы не собираетесь обрабатывать данные с помощью компьютера или контроллера, изготовление анемометра с тахометрическим датчиком является пустой тратой времени. Есть более простая конструкция, на основе электродвигателя, которая успешно применялась на всех аэродромах.


    Предыстория такая. 

  Мы поехали снимать данные и очередной анемометр с площадей клиента. Дата, накопленная за несколько месяцев говорила о полной бесполезности установки ветрогенератора.

  Понятное дело, что с таким результатом, снегом, холодом и закрытым магазином с товарами повседневного спроса – на крышу лезть никто не собирался. А играть в «снежки», мы еще не разучились.

  Пол-часа развлечений и анемометр на земле. Именно его (но с замененным ротором) Вы сможете на фото.


    Конструкция или что в середине.

  С электродвигателями, для такого анемометра, проблем не возникает. Любой CD-ROM или DVD-ROM готов ими поделиться.


  Эти двигатели легко вращаются и помещаются в крышку от пластиковой бутылки, что немаловажно.


  И именно такой двигатель, на 5,9 Вольт, установлен в данном анемометре.

  Крестовина вырезается ножницами из CD – диска, а чашки – из пластиковой упаковки от яиц.


  В центре пластиковой крышки проделываем отверстие, закрепляем на валу двигателя каплей термоклея и, если ничего не «цепляет», фиксируем несколькими каплями эпоксидной смолы. Крестовина приклеивается термоклеем и центруется (желательно). Помните только, что эпоксидка к полиэтилену (из которого сделаны большая часть крышек) не клеится. Что бы обойти эту проблему, необходимо предварительно обработать место склейки крупной наждачной бумагой.


  В качестве корпуса используется светодиодный фонарик, который «Мадэ ин СНГ, по лицензии Чайна». Кроме отвращения от такой словесной комбинации они еще и паршиво работают. Но как заготовки для корпуса – годятся. К нему сверху, на термоклее, приклеен двигатель, а снизу горлышко от пластиковой бутылки.

  Короткий провод, от контактов электродвигателя, выводится из отверстия сбоку, вниз и заканчивается аудио разъемом (мамой).  Он хорошо виден на правой фотографии (висит спереди :). Для соединения используются провода, которые обычно соединяли аудио и видео аппаратуру.

  На правое фото долго смотреть не рекомендуется :)

  Применение аудио разъемов, в народе называемых "тюльпан", вызвано несколькими причинами. Во-первых они выходят из употребления, их много, и можно приобрести прямо с кабелем 1, 2, 5 метров. Во-вторых они хорошо соединяются. Отсоединить такой разъем можно дернув за кабель. Это не очень "гуманно", но в большинстве случаев так и делают. Единственный недостаток - вода, попадающая в середину в течении года, полностью убивает соединение. Но эта проблема легко решается, если перед соединением "заложить" в разъем немного смазки. Я использую прозрачный "силикон", но "солидол" или "литол" применяемый в подшипниках, работает не хуже.

  Электрическая схема анемометра (простая до безобразия) на рисунке, ниже. Если быть более точным, то это только та часть, которая непосредственно работает с головкой анемометра.

  В нашей, радиолюбительской, практике выбор деталей основывается не на том, что нужно, а на том, что есть. Так что на этом останавливаться не будем. Единственный нюанс относится к выбору измерительной головки. Чем более чувствительная головка, тем более линейная шкала получается. Следующие фото показывают разницу для 100 и 500 микроамперных головок.


   Калибровка анемометра.

  Есть много методов калибровки. К примеру, можно откалибровать по промышленному анемометру. Но образцового анемометра у нас нет, по определению. Иначе, зачем мы делаем этот. Аэродинамической трубы, то же. Калибровка по автомобильному спидометру требует полного отсутствия ветра, а такое бывает не часто. Так же, не хочется открывать микроамперметр и рисовать новую шкалу (как на фото, выше).

  Поэтому, "мы пойдем другим путем".

  Такой анемометр является линейным преобразователем скорости ветра в напряжение, то есть 0,055 V/(м/с). Не считая начального участка – до скорости «страгивания». Но эта неприятность легко компенсируется, если подвинуть стрелку микроамперметра регулировочным винтом.  Таким образом, получаем линейную шкалу со сдвигом, где 50, 100, 150 и 200 мкА, соответствуют скорости ветра 5, 10, 15, 20 м/сек.



    Технологию калибровки я использую следующую.


  Длинный коридор без сквозняков, две метки на расстоянии, скажем 20 метров и секундомер. Расстояние и время дают скорость.

  1.    Определяю скорость «страгивания» анемометра (скорость при которой крыльчатка только начинает вращаться).

  2.    Меняю начальное положение стрелки миллиамперметра в точку скорости «страгивания».

  3.    Пробегаю по коридору с анемометром. Скорость - по времени и расстоянию (обычно - 4 м/с). Остается, построечным резистором, добиться таких же показаний на микроамперметре.


    На этом калибровка заканчивается. Можно, конечно, высунуть анемометр из окна автомобиля и подкрутить построечный резистор по показаниям спидометра. Но обычно этого не требуется. После калибровки на скорости 4 м/с (сдвиг 1 м/с), показания анемометра на скорости 16,6 м/сек (60 км/час) находятся в диапазоне 16 – 18 м/сек.


    В заключение.


  Такой анемометр больше относится к индикаторам скорости ветра. Если необходима метрологическая точность, то придется сделать анемометр с тахометрическим датчиком. Менее точную модель можно сделать, если вытряхнуть внутренности из компьютерного вентилятора, оставив только тахометрический датчик. Конечно, такую конструкцию придется поворачивать «на ветер», скажем установив его на флюгер. Но в некоторых случаях это оправдано. Такая конструкция будет описана здесь. Там же лежат калибровочные характеристики. Не так что бы это было мне сильно надо. Просто хотелось проверить как обороты крыльчатки компьютерного вентилятора соответствуют скорости ветра. Выяснилось, что хорошо соответствуют, не хуже чем в чашечном анемометре.


    Дополнено.

  Анемометр на базе электродвигателя постоянного тока, при скорости ветра 2 – 3 м/с. Справа – блок индикации. Головка микроамперметра работает непосредственно на анемометр. Остальное – мелкие полезности, такие как стробоскоп, вольтметр, освещение ... О назначении и содержимом этой "коробочки" будет рассказано здесь (если будет время :).


Чашечный анемометр, + программа для компа (Lin.) - http://www.instructables.com/id/Make-it-yourself-anemometer-for-under-30/

Анемометр на базе двигателя постоянного тока и стрелочного тестера - http://www.instructables.com/id/Easter-Egg-Anemometer-Wind-Speed-Meter/

Анемометр на базе двигателя, который выдает напряжение переменного тока -  http://www.otherpower.com/anemometer.html



27.11.2011  SKootS

_

 
 
Make a Free Website with Yola.