Як зробити саморобний анемометр

Серед показників, що входять до традиційного "набору" прогнозу погоди, завжди присутня сила вітру, що вимірюється в метрах за секунду анемометрами. У широтах України, на відміну від температури та дощу чи ожеледиці, вітер не відіграє великої ролі, хіба що якщо налітають урагани, але це виняток із правил. А от наприклад у США, особливо в штатах, що межують з узбережжям, за силою вітру уважно спостерігають, щоб своєчасно евакуювати громадян через грізний тайфун, що насувається..

Зрозуміло, потрібно визначити, як швидко проноситься потік повітря за одиницю часу. Але ж секундомір тут не допоможе.

На щастя, інженери – люди дуже винахідливі, і вигадали багато способів для вимірювання швидкості вітру за допомогою групи приладів, які називають анемометри.
З одним із них - крильчастим, ми й познайомимося.

Як зробити саморобний анемометр

Зараз у зв'язку із забрудненням навколишнього середовища та змінами клімату, трендом є зелена енергетика. Однією з гілок якої є вітряні турбіни. При обертанні під дією вітрів генератори віддають в електричну мережу напругу. Спосіб екологічно чистий і досить дешевий - умовно безкоштовний, за винятком початкових інвестицій та витрат на підтримку у працездатному стані.

І ці турбіни приведуть нас до розуміння, як працюють анемометри.

1. По-перше, сам пристрій вже вбудований в автоматизовану систему управління. І якщо вітер надто сильний, щоб не зруйнувалася механічна конструкція відцентровими силами, за командою вимірника вітру, спрацьовують гальма.
2. По-друге, сам принцип дії турбіни чимось нагадує обертання анемометра. Крильчатка (тільки величезна) та вироблення напруги, пропорційне швидкості.

Значить якщо зменшити розміри конструкції до кишенькових, ми зможемо виміряти, як сильно дме вітер? Так !
Більше того, якщо є час, можна зібрати саморобний анемометр на основі вітряної турбінки – крильчатки та мініатюрного генератора. Останній, по суті, той же електродвигун, але звернений, і якщо його обертати, на обмотках виникне напруга. Отримаємо таку мініелектростанцію.
Чим швидше обертаються лопаті, тим швидше обертається генератор і тим вище електричний струм, що виробляється ним, якщо до висновків підключити навантаження.

Крильчатку можна зробити з підручних інструментів (шматків жерсті, або вирізати з пластикової пляшки) або взяти готову, наприклад, від вентилятора охолодження процесора на материнській платі, які продаються за копійки на радіоринках України, а електромоторчик купити там же, але чи буде це повноцінний анемометр ? Ні.
Нам буде потрібний вимірювальний прилад, який виступатиме одночасно і як пристрій відображення інформації. У нашому випадку – сили вітру. Якщо на виході генератора є напруга, логічно, що треба підключати аналоговий вольметр. Або мультиметр. Але прилади показують вольти, а нам потрібні інші одиниці – м/с чи км/год. Що робити ?

Але для початку необхідно створити набір значень (таблиця відповідності).

Чим більше вона містить значень, тим точніше ми отримуватимемо свідчення (буде заповнено все більше проміжних точок).

Проблема полягає у наступному. Як виміряти силу вітру, щоб відкалібрувати наш імпровізований вітромір? Виходить замкнене коло. Щоб зробити нашу модель, знадобиться інший прилад, щоб відкалібрувати її. Еталонний вимірювач обертається одночасно з нашим і показує, наприклад, 5 м/с, а ми записуємо відповідне значення напруги.

І після калібрування в принципі наш саморобний пристрій готовий вимірювати пориви вітру.