Registrador de velocidad del viento y radiación solar: 3 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Necesito registrar la velocidad del viento y la potencia de la radiación solar (irradiancia) para evaluar cuánta energía se podría extraer con una turbina eólica y / o paneles solares.

Mediré durante un año, analizaré los datos y luego diseñaré un sistema fuera de la red con los buenos componentes de acuerdo con mis necesidades.

Este sistema escribe cada minuto cuántas vueltas ha hecho el anemómetro y el valor devuelto por el sensor de radiación solar en una tarjeta SD. Está alimentado por una pequeña celda solar, por lo que puede funcionar siempre que haya sol. (La tarjeta de memoria no es un factor limitante, ya que puede contener cientos de años de datos). Hay una batería liPo de 2500 mAh 3, 7V por lo que puede funcionar varios días sin luz.

Paso 1: Herramientas y material

Instrumentos:

No se requieren tantas herramientas. Todo depende de lo que compre y de lo que haga. Decidí comprar la electrónica en adafruit, por lo que no se requirió soldadura. También tenía esta carcasa impermeable y abrazaderas, por lo que no se necesitaban herramientas especiales. Simplemente corté la parte de madera para sostener la electrónica dentro de la caja e hice un par de agujeros en la placa de aluminio para asegurar la celda solar y el anemómetro.

Material:

Decidí hacer mi propio anemómetro impreso en 3D (https://www.instructables.com/id/3d-Printed-Anemometer-Under-5/) pero puedes hacer el tuyo con pelotas de ping pong y palitos de helado si no lo haces. no tengo una impresora 3d.

Tuve la oportunidad de conseguir este sensor de radiación solar superpreciso (vantage pro 2, instrumentos davis) pero mi primera idea fue medir con un simple fotodiodo. Supongo que si no eres un metrólogo que necesita resultados súper precisos, un fotodiodo debería estar bien. En mi caso, solo quiero saber cuánto tiempo estuvo brillando el sol y cuánto tiempo estuvo nublado. También usaré estos datos para contar los días porque no tengo un reloj de tiempo real. El oscilador del microcontrolador no es preciso, por lo que no se puede utilizar como referencia en el rango largo.

Aquí está el electrónico que compré en adafruit:

• LED blanco superbrillante de 5 mm
• Panel solar pequeño de 6V 1W
• Batería de polímero de iones de litio - 3.7v 2500mAh
• Cargador USB / DC / Solar de iones de litio / polímero
• Cable adaptador de conector de CC de 3,5 / 1,3 mm o 3,8 / 1,1 mm a 5,5 / 2,1 mm
• Sensor de efecto Hall - US5881LUA (para el anemómetro)
• Tarjeta de memoria SD / MicroSD (8 GB SDHC)
• Adalogger Adafruit Feather 32u4
• Kit de cabezal de plumas - Juego de cabezal hembra de 12 y 16 pines

Paso 2: programe su controlador

Conecte el USB y cargue este código con el IDE de arduino. La asignación de pines se indica como comentario en el código.

Cada vez que el polo sur del imán pasa por delante del sensor Hall, activa una interrupción que aumenta un contador.

Cada minuto, el valor del contador se guarda en la tarjeta SD (así como en el sensor de radio) y el contador se pone a cero.

Prueba si todo funciona correctamente.

Paso 3: empaque

Pon tu electrónica en una caja impermeable. Usé un poco de pegamento caliente para cerrar los orificios de los cables. Con pequeños tornillos de juguetes viejos, aseguré las tablas en un trozo de madera. Para la batería hice un marco y lo bloqueé con un trozo de espuma.

Para poder controlar si el sistema está activo, un LED parpadea cada vez que se guardan los datos en la tarjeta. En la caja que uso, hay una pequeña ventana, así que coloqué con cuidado el LED frente a ella. Si tiene una caja transparente, será más fácil.

¡Eso es todo! Cierre la caja e instale su sistema cerca de su futura casa pequeña fuera de la red.