ความเร็วลมและเครื่องบันทึกการแผ่รังสีแสงอาทิตย์: 3 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

ฉันต้องบันทึกความเร็วลมและพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ (การฉายรังสี) เพื่อประเมินว่ากังหันลมและ/หรือแผงโซลาร์เซลล์สามารถดึงพลังงานออกมาได้มากเพียงใด

ฉันจะวัดเป็นเวลาหนึ่งปี วิเคราะห์ข้อมูล แล้วออกแบบระบบนอกกริดด้วยส่วนประกอบที่ดีตามความต้องการของฉัน

ระบบนี้จะเขียนในแต่ละนาทีว่ามีเครื่องวัดความเร็วลมกี่รอบและค่าที่เซ็นเซอร์การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ส่งกลับในการ์ด SD กลับคืนมากี่รอบ ใช้พลังงานจากเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กจึงสามารถทำงานได้ตราบเท่าที่มีแสงแดด (เมมโมรี่การ์ดไม่ใช่ปัจจัยจำกัดเพราะสามารถเก็บข้อมูลได้หลายร้อยปี) มีแบตเตอรี่ LiPo ขนาด 3,7V ขนาด 2500 mAh ดังนั้นจึงสามารถทำงานได้หลายวันโดยไม่มีแสง

ขั้นตอนที่ 1: เครื่องมือและวัสดุ

เครื่องมือ:

ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือมากมาย ทั้งหมดขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณซื้อและสิ่งที่คุณทำ ฉันตัดสินใจซื้ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บน adafruit ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องบัดกรี ฉันยังมีกล่องหุ้มและที่หนีบกันน้ำนี้ด้วย ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือพิเศษใดๆ ฉันเพิ่งตัดส่วนที่เป็นไม้เพื่อยึดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในกล่อง และทำรูสองสามรูในแผ่นอะลูมิเนียมเพื่อยึดแผงโซลาร์เซลล์และเครื่องวัดความเร็วลม

วัสดุ:

ฉันตัดสินใจทำเครื่องวัดความเร็วลมแบบพิมพ์ 3 มิติของตัวเอง (https://www.instructables.com/id/3d-Printed-Anemometer-Under-5/) แต่คุณสามารถสร้างด้วยลูกปิงปองและแท่งไอศครีมได้ หากคุณไม่ทำ ไม่มีเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ฉันมีโอกาสได้เซ็นเซอร์วัดการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่แม่นยำที่สุด (vantage pro 2, davis intruments) แต่ความคิดแรกของฉันคือการวัดด้วยโฟโตไดโอดอย่างง่าย ฉันเดาว่าถ้าคุณไม่ใช่นักมาตรวิทยาที่ต้องการผลลัพธ์ที่แม่นยำที่สุด โฟโตไดโอดก็ควรจะใช้ได้ ในกรณีของฉัน ฉันแค่อยากรู้ว่าดวงอาทิตย์ส่องแสงกี่โมงและมีเมฆมากเพียงใด ฉันจะใช้ข้อมูลเหล่านี้ในการนับวันด้วยเพราะฉันไม่มีนาฬิกาตามเวลาจริง ออสซิลเลเตอร์ไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่แม่นยำดังนั้นจึงไม่สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในระยะยาวได้

นี่คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ฉันซื้อจาก adafruit:

• ไฟ LED สีขาวสว่างเป็นพิเศษ 5 มม.
• แผงโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก 6V 1W
• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโพลิเมอร์ - 3.7v 2500mAh
• ที่ชาร์จ USB / DC / Solar ลิเธียมไอออน/พอลิเมอร์
• สายเคเบิลอะแดปเตอร์ DC Jack 3.5 / 1.3 มม. หรือ 3.8 / 1.1 มม. ถึง 5.5 / 2.1 มม.
• Hall effect sensor - US5881LUA (สำหรับเครื่องวัดความเร็วลม)
• การ์ดหน่วยความจำ SD/MicroSD (8 GB SDHC)
• Adafruit Feather 32u4 Adalogger
• ชุดหัวขนนก - ชุดหัวต่อตัวเมีย 12 พินและ 16 พิน

ขั้นตอนที่ 2: ตั้งโปรแกรมคอนโทรลเลอร์ของคุณ

เสียบ USB และโหลดรหัสนี้ด้วย Arduino IDE การกำหนดพินจะแสดงเป็นคำอธิบายในโค้ด

แต่ละครั้งที่ขั้วใต้ของแม่เหล็กเคลื่อนผ่านหน้าเซ็นเซอร์ Hall จะกระตุ้นการขัดจังหวะซึ่งจะเป็นการเพิ่มตัวนับ

ในแต่ละนาที ค่าตัวนับจะถูกบันทึกไว้ในการ์ด SD (เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์วิทยุ) และตัวนับจะถูกรีเซ็ตเป็นศูนย์

ทดสอบว่าทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่

ขั้นตอนที่ 3: บรรจุภัณฑ์

ใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณในกล่องกันน้ำ ฉันใช้กาวร้อนปิดรูลวด ด้วยสกรูขนาดเล็กจากของเล่นเก่า ฉันยึดกระดานไว้บนชิ้นไม้ สำหรับแบตเตอรี่ฉันทำโครงและล็อคด้วยโฟม

เพื่อให้สามารถควบคุมได้ว่าระบบยังมีชีวิตอยู่หรือไม่ ไฟ LED จะกะพริบทุกครั้งที่บันทึกข้อมูลลงในการ์ด บนกล่องที่ฉันใช้ มีหน้าต่างเล็กๆ ดังนั้นฉันจึงวาง LED ไว้ข้างหน้าอย่างระมัดระวัง หากคุณมีกล่องใสก็จะง่ายขึ้น

แค่นั้นแหละ! ปิดกล่องและติดตั้งระบบของคุณใกล้กับบ้านหลังเล็ก ๆ ในอนาคตของคุณ