Máy ghi tốc độ gió và bức xạ mặt trời: 3 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tôi cần ghi lại tốc độ gió và công suất bức xạ mặt trời (bức xạ) để đánh giá lượng điện năng có thể được khai thác bằng tuabin gió và / hoặc các tấm pin mặt trời.

Tôi sẽ đo trong một năm, phân tích dữ liệu và sau đó thiết kế một hệ thống ngoài lưới với các thành phần tốt theo nhu cầu của tôi.

Hệ thống này ghi mỗi phút máy đo gió đã thực hiện bao nhiêu vòng và giá trị được cảm biến bức xạ mặt trời trả về trên thẻ SD. Nó được cung cấp năng lượng bởi một pin mặt trời nhỏ nên nó có thể hoạt động miễn là có mặt trời. (Thẻ nhớ không phải là một yếu tố hạn chế vì nó có thể chứa hàng trăm năm dữ liệu). Có pin 2500 mAh 3, 7V liPo nên nó có thể hoạt động vài ngày mà không có ánh sáng.

Bước 1: Công cụ và vật liệu

Công cụ:

Không cần quá nhiều công cụ. Tất cả phụ thuộc vào những gì bạn mua và những gì bạn làm. Tôi quyết định mua thiết bị điện tử trên adafruit để không cần hàn. Tôi cũng có hộp và kẹp chống thấm nước này nên không cần dụng cụ đặc biệt nào. Tôi chỉ cắt phần gỗ để giữ điện tử bên trong hộp và tạo một vài lỗ trên tấm nhôm để giữ chặt pin mặt trời và máy đo gió.

Vật liệu:

Tôi quyết định làm máy đo gió in 3d của riêng mình (https://www.instructables.com/id/3d-Printed-Anemometer-Under-5/) nhưng bạn có thể tự làm bằng bóng bàn và que kem nếu không muốn. 'không có máy in 3d.

Tôi đã có cơ hội có được cảm biến bức xạ mặt trời siêu chính xác này (vantage pro 2, davis intruments) nhưng ý tưởng đầu tiên của tôi là đo bằng một photodiode đơn giản. Tôi đoán rằng nếu bạn không phải là một nhà đo lường cần kết quả siêu chính xác, thì một điốt quang sẽ ổn. Trong trường hợp của tôi, tôi chỉ muốn biết bao nhiêu thời gian mặt trời chiếu sáng và bao nhiêu thời gian trời có mây. Tôi cũng sẽ sử dụng những dữ liệu này để đếm ngày vì tôi không có đồng hồ thời gian thực. Bộ dao động bộ điều khiển vi mô không chính xác vì vậy nó không thể được sử dụng làm tham chiếu trên phạm vi dài.

Đây là điện tử tôi đã mua trên adafruit:

• Đèn LED 5mm trắng siêu sáng
• Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 6V 1W nhỏ
• Pin Lithium Ion Polymer - 3.7v 2500mAh
• USB / DC / Bộ sạc Lithium Ion / Polymer năng lượng mặt trời
• Cáp chuyển đổi giắc cắm DC 3.5 / 1.3mm hoặc 3.8 / 1.1mm đến 5.5 / 2.1mm
• Cảm biến hiệu ứng Hall - US5881LUA (cho máy đo gió)
• Thẻ nhớ SD / MicroSD (8 GB SDHC)
• Adafruit Feather 32u4 Adalogger
• Bộ tiêu đề lông vũ - Bộ tiêu đề nữ 12 chân và 16 chân

Bước 2: Lập trình bộ điều khiển của bạn

Cắm USB và tải mã này bằng arduino IDE. Việc gán pin được chỉ định dưới dạng chú thích trong mã.

Mỗi khi cực nam của nam châm đi qua trước cảm biến Hall, nó sẽ kích hoạt ngắt làm tăng bộ đếm.

Mỗi phút, giá trị bộ đếm được lưu trên thẻ SD (cũng như cảm biến vô tuyến) và bộ đếm được đặt lại về 0.

Kiểm tra xem mọi thứ có hoạt động bình thường không.

Bước 3: Đóng gói

Đặt điện tử của bạn trong một hộp chống thấm nước. Tôi đã sử dụng một số keo nóng để đóng các lỗ dây. Với những con vít nhỏ từ đồ chơi cũ, tôi cố định bảng trên một miếng gỗ. Đối với pin, tôi đã làm một khung và khóa nó bằng một miếng xốp.

Để có thể kiểm soát xem hệ thống có còn hoạt động hay không, đèn LED sẽ nhấp nháy mỗi khi dữ liệu được lưu trên thẻ. Trên chiếc hộp tôi sử dụng có một ô cửa sổ nhỏ nên tôi đã đặt cẩn thận chiếc đèn LED phía trước. Nếu bạn có một hộp trong suốt, nó sẽ dễ dàng hơn.

Đó là nó! Đóng hộp và cài đặt hệ thống của bạn gần ngôi nhà nhỏ ngoài lưới trong tương lai của bạn.