Comment faire un Anémomètre L'utilisation d'un moteur électrique, WIRED
Une des meilleures façons de mesurer la vitesse du vent est d'utiliser un anémomètre. Vous pouvez sortir et acheter un, mais je trouve beaucoup plus amusant de construire mon propre.
Il existe plusieurs types de anémomètres à choisir, mais je vais construire un qui utilise l'induction électromagnétique. Normalement, nous pensons à un potentiel électrique quelque chose que vous pouvez obtenir à partir d'une batterie. Mais vous pouvez aussi obtenir de l'induction. Il se trouve que le changement de champ magnétique crée également un potentiel électrique. Si je fais le vent tourner un champ magnétique, le potentiel électrique produit ce sera proportionnelle à la vitesse du vent .__ __So tous nous avons besoin est un champ magnétique changeant avec une bobine de fil pour voir ce travail. Essayez cette simple démo pour le voir en action.
Commencez par un aimant le plus fort, le meilleur. Si vous placez l'aimant dans une bobine de fil, rien ne se passe. Mais si vous vous déplacez cet aimant dans la bobine, vous obtenez un courant. Vous pouvez voir le galvanomètre (juste un sensible ampèremètre) déplacer l'aiguille comme je le fais dans le GIF ci-dessous. Plus le courant est élevé, plus la tension.
Vous ne # x27; t le voir dans ma démonstration, mais l'angle entre le champ magnétique et la bobine de fil est important. Cela signifie qu'au lieu de déplacer l'aimant, vous pouvez faire pivoter la bobine. Et il se trouve la clé d'une électrique anémomètre une bobine de fil tourne dans le champ magnétique constant. Plus vite il tourne, plus la tension et, par conséquent, plus la vitesse du vent.
Tout ce que je dois faire maintenant trouver une bobine de fil qui tourne dans un champ magnétique. Oh, attendez! J'en ai un. Il # x27; s appelle un moteur électrique. Un moteur électrique est simplement une bobine tournante du fil et des aimants. Lorsque vous exécutez courant dans la bobine, il crée un couple qui fait la chose à tourner. J'ai écrit un tutoriel expliquant comment construire un moteur simple qui ressemble à ceci:
Au lieu du courant qui traverse le fil, je peux tourner la bobine manuellement et mesurer la tension. Et oui, un générateur électrique et un moteur électrique sont essentiellement les mêmes. Avec un moteur, vous fournir un courant et il tourne. Avec un générateur, vous faites tourner et il crée un courant électrique.
Donc, nous allons # x27; Commençons par un moteur électrique. Vous pouvez les trouver dans toutes sortes d'endroits. Celui que je # x27; m avec est venu de petit hélicoptère RC qui avait écrasé une fois de trop. Faites attention à la sélection de votre moteur. Un moteur à courant alternatif comme vous # x27; d trouver dans un ventilateur gagné # x27, le travail t. Ni sera un moteur sans balai. J'ai fait cette erreur quand j'ai essayé d'utiliser un ventilateur de refroidissement du PC. Ces moteurs fonctionnent différemment d'une bobine classique et un moteur magnétique.
Après avoir trouvé un moteur, vous devez faire une pale de ventilateur. Je coupe une depuis le fond d'une canette d'aluminium. Il ressemble à ceci.
Je montai le moteur sur un support Lego afin que je puisse le tenir à l'air libre pour obtenir de meilleures mesures de vent.
Il doesn # x27; t doivent être assez, il doit travailler juste. Mettez tout cela ensemble et il ressemble à ceci:
Vous pouvez tester facilement. Il suffit de connecter les deux fils du moteur à un voltmètre. Faites tourner le ventilateur et vous devriez obtenir une lecture de tension. Plus vite il tourne, plus la tension. Ce # x27; est pas très utile cependant. Pour faire une anémomètres fonctionnelle, vous # x27; aurez besoin de comprendre la relation entre la tension et la vitesse du vent. Pour ce faire, je mets ma voiture anémomètres dans la et l'a utilisé pour mesurer la vitesse, qui doit correspondre à la vitesse de la voiture, en supposant que je # x27; m ne pas conduire dans un coup de vent. J'ai suivi ce plan:
- Monte dans la voiture.
- Tenez-vous le anémomètres par la fenêtre et le raccorder à un multimètre.
- Conduire à des vitesses différentes pendant un de mes enfants enregistre la vitesse (en mph) et de la tension. Oui, les valeurs fluctuent. Juste obtenir la meilleure valeur que vous pouvez (mon fils de 10 ans didn # x27; t comme ça).
Je peux # x27; t pour dire que la précision de mes données de vitesse est, donc cela pourrait être une corrélation grossière. Il # x27, est étonnamment difficile à conduire à une vitesse constante de 5 mph avec un compteur de vitesse analogique. Je suppose que je aurais pu utiliser un GPS, mais je suis paresseux. En tout état de cause, je comploté vitesse de la voiture par rapport à la tension du moteur:
J'ai choisi d'adapter une ligne qui passe par l'origine de telle sorte que l'interception est égal à zéro. Cela signifie que à zéro mph, la tension est nulle. Peut-être que j'aurais permis l'interception d'être non nulle, mais je vais l'utiliser pour l'instant. De la pente de cette ligne, je reçois une relation entre la tension et la vitesse. Convention de vagabondage, je # x27; utiliserai w pour windspeed et V pour la tension (en utilisant v pour la vitesse dépasserait mon quota pour la lettre v):
Mais je veux vraiment résoudre le windspeed en fonction de la tension car je ne habituellement # x27; sais la vitesse du vent:
Cela signifie que je viens de prendre ma lecture multimètre en volts et multiplier par 104,3 et je reçois mon windspeed en miles par heure. Mais si je veux la vitesse en mètres par seconde? Faire une conversion d'unité sur cette constante de proportionnalité révèle:
Maintenant, je # x27; m prêt pour le rock avec des données de vent. En fait, je pouvais connecter mon DYI anémomètres à un enregistreur numérique de tension et de trouver la vitesse du vent en fonction du temps. Si je veux vraiment utiliser cet outil, je devrais probablement monter sur un poteau avec une girouette de sorte que le ventilateur pointe toujours dans le vent. Mais je l'ai déjà des plans pour cet appareil.
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