Registratore di velocità del vento e radiazione solare: 3 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Ho bisogno di registrare la velocità del vento e la potenza della radiazione solare (irraggiamento) per valutare quanta potenza potrebbe essere estratta con una turbina eolica e/o pannelli solari.

Misurerò per un anno, analizzerò i dati e poi progetterò un sistema off grid con i componenti buoni in base alle mie esigenze.

Questo sistema scrive ogni minuto quanti giri ha fatto l'anemometro e il valore restituito dal sensore di radiazione solare su una scheda SD. È alimentato da una piccola cella solare, quindi può funzionare finché c'è il sole. (La scheda di memoria non è un fattore limitante in quanto può contenere centinaia di anni di dati). C'è una batteria LiPo da 2500 mAh 3, 7V, quindi può funzionare diversi giorni senza luce.

Passaggio 1: strumenti e materiale

Utensili:

Non sono necessari così tanti strumenti. Tutto dipende da cosa compri e da cosa produci. Ho deciso di acquistare l'elettronica su adafruit quindi non era necessaria alcuna saldatura. Avevo anche questa custodia impermeabile e morsetti, quindi non erano necessari strumenti speciali. Ho appena tagliato la parte in legno per contenere l'elettronica all'interno della scatola e ho fatto un paio di fori nella piastra di alluminio per fissare la cella solare e l'anemometro.

Materiale:

Ho deciso di creare il mio anemometro stampato in 3D (https://www.instructables.com/id/3d-Printed-Anemometer-Under-5/) ma puoi crearne uno con palline da ping pong e bastoncini di gelato se non lo fai Non ho una stampante 3D.

Ho avuto l'opportunità di ottenere questo sensore di radiazione solare super preciso (vantage pro 2, davis intruments) ma la mia prima idea è stata quella di misurare con un semplice fotodiodo. Immagino che se non sei un metrologo che ha bisogno di risultati super precisi, un fotodiodo dovrebbe andare bene. Nel mio caso voglio solo sapere per quanto tempo ha brillato il sole e quanto tempo è stato nuvoloso. Userò anche questi dati per contare i giorni perché non ho un orologio in tempo reale. L'oscillatore del microcontrollore non è preciso quindi non può essere utilizzato come riferimento sul lungo raggio.

Ecco l'elettronica che ho acquistato su adafruit:

• LED bianco super luminoso da 5 mm
• Piccolo pannello solare 6V 1W
• Batteria ai polimeri di ioni di litio - 3.7v 2500mAh
• Caricabatterie USB/DC/solare agli ioni di litio/polimero
• Cavo adattatore jack CC da 3,5 / 1,3 mm o 3,8 / 1,1 mm a 5,5 / 2,1 mm
• Sensore ad effetto Hall - US5881LUA (per l'anemometro)
• Scheda di memoria SD/MicroSD (8 GB SDHC)
• Piuma Adafruit 32u4 Adalogger
• Kit basetta piuma - Set basetta femmina a 12 e 16 pin

Passaggio 2: programma il controller

Collega l'USB e carica questo codice con l'IDE di Arduino. L'assegnazione dei pin è indicata come commento nel codice.

Ogni volta che il polo sud del magnete passa davanti al sensore di Hall, si attiva un'interruzione che aumenta un contatore.

Ogni minuto il valore del contatore viene salvato sulla scheda SD (oltre che sul sensore radio) e il contatore viene azzerato.

Verifica se tutto funziona correttamente.

Passaggio 3: imballaggio

Metti la tua elettronica in una scatola impermeabile. Ho usato della colla a caldo per chiudere i fori del filo. Con piccole viti di vecchi giocattoli, ho fissato le assi su un pezzo di legno. Per la batteria ho realizzato un telaio e l'ho bloccato con un pezzo di gommapiuma.

Per poter controllare se il sistema è attivo, un LED lampeggia ogni volta che i dati vengono salvati sulla scheda. Sulla scatola che uso, c'è una piccola finestra, quindi ho posizionato con cura il LED davanti ad essa. Se hai una scatola trasparente, sarà più facile.

Questo è tutto! Chiudi la scatola e installa il tuo sistema vicino alla tua futura piccola casa fuori rete.