Construccion del anemometro para la estacion meterologica

[Ricber]

Hola, les presento al anemometro, la forma de medicion que elegi es la de medir la frecuencia generada por una rueda dentada que pasa por un sensor optico, la idea es que al girar la rueda se corte el haz de luz y esto haga se generen pulso en el fototransistor, luego en el micro activo un timer durante 1 segundo y cuento la cantidad de pulsos que llegan.

En la imagen de arriba se ve la forma en que se construyo esta parte.
La rueda dentada la saque de un mouse viejo, tiene 44 ranuras osea genera 44 pulsos por cada giro.
El sensor optico con su plaquita lo saque de un escaner en desuso, aunque por supuesto puede ser cualquier sensor optico, .

Asi quedo terminado, en los siguientes mensajes voy a dar mas detalles constructivos y los datos de algunas mediciones de prueba que recien estoy empezando a hacer.

   

[David Met]

Que prolijo que te quedó. Te felicito Ricber 
Esperamos ansioso los datos obtenidos.

[Ricber]

Hola, bueno al fin pude continuar con el anemómetro y hacer algunas pruebas.
El sensor óptico, como dije fue sacado de un escáner en desuso, en la fig. siguiente se ve el esquema.

tiene un diodo infrarrojo D y un fototransistor Q, entre ambos esta la rueda dentada que al girar interrumpe el haz de luz y genera una serie de pulsos, esos pulsos son aplicados a la interrupción RB2 del micro.
Cuando quiero medir la velocidad del viento arranco el TMR1 del micro durante 1s y cuento la cantidad de pulsos que llegan del sensor, como verán es un simple frecuencímetro.
Para calcular la velocidad uso la siguiente formula:


K es una constante que agrupa varios términos, la formula para calcular K es:

Les detallo los términos de K:

D(m) = Diámetro del anemómetro en metros (en mi caso 0,11m)
3600 (seg/hora) = Valor para convertir segundos a hora
np (pulsos) = Numero de pulsos que genera la rueda dentada.(en mi caso 42 pulsos)
0.001 km/m = Valor para convertir metros a km.

El valor de K en mi caso es 0,0592 

Las pruebas las hice con el auto poniendo el anemómetro en el techo y conectándolo a una placa de desarrollo que simula un frecuencímetro.
Medí a 35  km/h una frecuencia de 590 p/s  si aplico la formula da:
590 x 0,0592  = 34,9  km/h
Otra medición la hice a 40 km/h midiendo 674 p/s aplicando la formula me queda:
674 x 0,0592 = 39,9 
Luego voy a hacer más pruebas a otras velocidades, aunque no es fácil, otro método seria con un anemómetro portátil pero no conozco a nadie que me pueda facilitar uno, asi que seguire con el auto.
Ahora me queda integrar la rutina al programa de la estacion y ver que no haya ningun problema con otras interrupciones.
Los mantendre informados...
Una vez que termine con este punto empezare a publicar la estacion completa, con los circuitos, programas y demas cosas.

[el_vpi]

Hola Ricber, quedo bueno. De donde sacaste la velocidad dentro del auto ? mira que el velocimetro siele tener muuucho error. Suele ser un 10% o mas marcando de mas.
Lo ideal seria que consiguieras un gps y tomes la velocidad de ahi. Como no lo comentas supongo que tomaste la del velocimetro y de ahi mi sugerencia.

Saludos, Daniel.

[David Met]

Que bien Ricber. Felicidades por tanta precisión.
Lo que te comenta el_vpi es verdad, ten en cuenta que la velocidad también puede ser 10% menos al real. El GPS es lo ideal siempre y cuando tengas varios satélites, sino es lo mismo.

Una pregunta, ¿de dónde obtuviste la fórmula que expones? se ven muy complejas, entiendo que la constante K, no la calcula el PIC, sino que ya le das el resultado, pero me sigue llamando la atención lo complejo que es.

[Ricber]

Hola, si lo medi con el velocimetro y es cierto lo del 10%, lo del GPS no se me ocurrio, tengo un garmin asi que voy a hacer la prueba y les comento.
Luego (con un poco mas de tiempo) les explico la formula, que no es nada compleja.

[David Met]

Luego (con un poco mas de tiempo) les explico la formula, que no es nada compleja.

Je, talvez me expresé mal.
Me refería a que tiene muchos datos.

[Ricber]

Les explico el proceso de medición,  en realidad el micro lo único que hace es llevar la cuenta de los pulsos generados por el anemómetro en el tiempo fijado por el timer1, luego el calculo lo hago en el programa hecho en Visual,  (en general todas las otras variables también las manejo igual, el micro solo maneja las variables "puras"  los cálculos finales lo hago en el programa hecho en Visual B.

Si tomamos el punto más alejado del centro, tenemos el radio, eso por 2 tenemos el diámetro. Eso da  0,11 m, ese punto con cada giro recorre una distancia igual a  Pi x D (pi por diámetro) ósea 3.14 x 0,11 = 0.3454 m.
Supongamos que el viento sopla a 40km/h ósea a 11m/s por lo tanto en 1 seg dará un total de vueltas igual a  11/0.3454 eso da 31.8 vueltas/seg, como el anemómetro genera 42 pulsos por vuelta tenemos un total de  31.8 v/s x 42 p/v = 1337 pulsos/seg, como el timer1 se activa durante 0.5 seg los pulsos contados serán 1337*0.5 = 668, ese valor es el que el micro le entrega al programa Visual.
En el prog. de la PC tengo la formula: V = K x Pulsos_contados ósea
V= 0.0592 x 668 = 39.59 km/h
K me sirve para a partir de los pulsos contados llegar a la velocidad, por eso uso el pi x D.
El 3600 es para convertir segundos a horas (3600 seg tiene una hora)
El 0.001 es para convertir m a km.
El 2 es porque el tiempo del timer es de 0.5 seg. En caso de ser 1seg el 2 seria 1.
El 42 es porque son 42 pulsos por cada giro.
Espero haber sido claro, sino me preguntan las dudas que tengan.
La formula se podría haber hecho mas abreviada pero la quise poner así para que se entiendan todos los pasos.

[David Met]

Ahora está clarito. Yo me había confundido con las unidades, pensaba que eran datos a ingresar.
Puede simplificar la fórmula un poquito más si quieres.

K = 2 x pi x D x 3,6 / np

Si a un dato en m/s lo multiplicas por 3,6; lo pasas a km/h. Por el contrario, para pasar de km/h a m/s debes dividir por 3,6.
Si haces la cuenta 3600 x 0,001, te da 3,6. Justamente de ahí sale multiplicar o dividir por 3,6

[Ricber]

Si correcto, pero si ponia 3,6 por ahi no se entendia bien de donde salia

[David Met]

 

[el_vpi]

mmm... voy a buscar por ahi (lo vi pero no recuerdo donde) pero te esta faltando el coheficiente propio de las 2 copelas (uno mayor que 1 y el otro menor, y dependian del formato. cilindrico, conico, etc). El anemometro no gira exactamente a la velocidad del viento. Tenes un factor que es el de la copela que vuelve y hace que la rotacion sea menor. Hoy por la noche me pongo a buscarla y la posteo.

Saludos, Daniel.

[David Met]

Ahora que lo mencionas el_vpi tienes razón. Recuerdo haber leído algo sobre el tema.
Yo también voy a buscar algo sobre el tema.

[el_vpi]

  lo encontre. Era un .pdf aca les dejo el link
http://156.35.33.98/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/mecanica_de_fluidos/07_08/S7%20anemometro.pdf

Es medio rebuscado, pero el final se tranforma todo a una simple formulita. A recordar un poco las matematicas.
Saludos, Daniel.

[David Met]

Capooooooooooooo