مسجل سرعة الرياح والإشعاع الشمسي: 3 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

أحتاج إلى تسجيل سرعة الرياح وطاقة الإشعاع الشمسي (الإشعاع) من أجل تقييم مقدار الطاقة التي يمكن استخلاصها باستخدام توربينات الرياح و / أو الألواح الشمسية.

سأقوم بالقياس لمدة عام واحد ، وتحليل البيانات ثم تصميم نظام خارج الشبكة مع المكونات الجيدة وفقًا لاحتياجاتي.

يكتب هذا النظام في كل دقيقة عدد الدورات التي قام بها مقياس شدة الريح والقيمة التي تم إرجاعها بواسطة مستشعر الإشعاع الشمسي على بطاقة SD. يتم تشغيله بواسطة خلية شمسية صغيرة بحيث يمكنه العمل طالما كانت هناك شمس. (لا تعد بطاقة الذاكرة عاملاً مقيدًا حيث يمكنها الاحتفاظ بمئات السنين من البيانات). توجد بطارية LiPo بسعة 2500 مللي أمبير في الساعة 3 ، 7 فولت ، لذا يمكنها العمل لعدة أيام بدون إضاءة.

الخطوة 1: الأدوات والمواد

أدوات:

ليس هناك الكثير من الأدوات المطلوبة. كل هذا يتوقف على ما تشتريه وما تصنعه. قررت شراء الجهاز الإلكتروني على adafruit لذلك لم يكن هناك حاجة إلى لحام. كان لدي أيضًا هذا الغلاف والمشابك المقاومة للماء ، لذا لم تكن هناك حاجة إلى أدوات خاصة. لقد قمت للتو بقطع الجزء الخشبي لإمساك الجهاز الإلكتروني داخل الصندوق وصنع فتحتين في لوح الألمنيوم لتأمين الخلية الشمسية ومقياس شدة الريح.

مادة:

قررت أن أصنع مقياس شدة الريح ثلاثي الأبعاد الخاص بي (https://www.instructables.com/id/3d-Printed-Anemometer-Under-5/) ولكن يمكنك صنع كرات تنس الطاولة وعصي الآيس كريم إذا لم تفعل ذلك. لدينا طابعة ثلاثية الأبعاد.

لقد أتيحت لي الفرصة للحصول على مستشعر الإشعاع الشمسي الفائق الدقة (vantage pro 2 ، عناصر davis) ولكن كانت فكرتي الأولى هي القياس باستخدام الثنائي الضوئي البسيط. أعتقد أنه إذا لم تكن اختصاصي قياس وتحتاج إلى نتائج فائقة الدقة ، فيجب أن يكون الثنائي الضوئي على ما يرام. في حالتي ، أريد فقط معرفة مقدار الوقت الذي كانت فيه الشمس مشرقة ومقدار الوقت الذي كانت فيه غائمة. سأستخدم هذه البيانات أيضًا لحساب الأيام لأنني لا أملك ساعة في الوقت الفعلي. مذبذب وحدة التحكم الدقيقة ليس دقيقًا لذا لا يمكن استخدامه كمرجع على المدى الطويل.

هذا هو الإلكتروني الذي اشتريته على adafruit:

• سوبر برايت وايت 5 مم LED
• لوحة شمسية صغيرة 6 فولت 1 وات
• بطارية ليثيوم أيون بوليمر - 3.7 فولت 2500 مللي أمبير
• شاحن يو اس بي / دي سي / ليثيوم ايون / بوليمر بالطاقة الشمسية
• 3.5 / 1.3mm أو 3.8 / 1.1mm to 5.5 / 2.1mm DC Jack Adapter Cable
• مستشعر تأثير هول - US5881LUA (لمقياس شدة الريح)
• بطاقة ذاكرة SD / MicroSD (8 جيجابايت SDHC)
• Adafruit Feather 32u4 Adalogger
• مجموعة رؤوس الريش - مجموعة رأس أنثى ذات 12 سنًا و 16 سنًا

الخطوة 2: برمجة وحدة التحكم الخاصة بك

قم بتوصيل USB وتحميل هذا الرمز باستخدام Arduino IDE. يشار إلى تخصيص رقم التعريف الشخصي كتعليق في الكود.

في كل مرة يمر فيها القطب الجنوبي للمغناطيس أمام مستشعر القاعة ، فإنه يؤدي إلى مقاطعة مما يؤدي إلى زيادة العداد.

كل دقيقة ، يتم حفظ قيمة العداد على بطاقة SD (بالإضافة إلى مستشعر الراديو) ويتم إعادة تعيين العداد إلى الصفر.

اختبر ما إذا كان كل شيء يعمل بشكل صحيح.

الخطوة الثالثة: التغليف

ضع جهازك الإلكتروني في صندوق مقاوم للماء. لقد استخدمت بعض الغراء الساخن لإغلاق فتحات الأسلاك. باستخدام مسامير صغيرة من الألعاب القديمة ، قمت بتأمين الألواح على قطعة من الخشب. بالنسبة للبطارية ، صنعت إطارًا وأغلقه بقطعة من الرغوة.

لتتمكن من التحكم في ما إذا كان النظام على قيد الحياة ، يومض مؤشر LED في كل مرة يتم فيها حفظ البيانات على البطاقة. في الصندوق الذي أستخدمه ، توجد نافذة صغيرة لذا وضعت بعناية مؤشر LED أمامها. إذا كان لديك صندوق شفاف ، فسيكون ذلك أسهل.

هذا كل شيء! أغلق الصندوق وقم بتثبيت نظامك بالقرب من منزلك الصغير المستقبلي خارج الشبكة.