martedì 4 febbraio 2014

SFR05

SFR05

- Stazione meteo con Arduino - 

- Weather Station with Arduino -

- 04/02/2014 -

  Con questo post continua la costruzione della "nostra"  stazione meteorologica.

This post continue the project for the weather station.
Prova costruzione di anemometro ad ultrasuoni.




Questa prova non è riuscita al 100%  pubblico ugualmente il post per vedere se altri possono trovare la soluzione ai problemi che io ho trovato.
L'Idea:
Sappiamo che vengono costruiti anemometri ad ultrasuoni, ma sono prodotti industriali abbastanza costosi. Allora perchè non provare a costruirselo con l'aiuto di Arduino?
Principio di funzionamento:
 La velocità del suono nell'aria è una costante conosciuta, 331,45 m/s alla temperatura di 0 C°.
 con il variare della temperatura si applica la correzione + 0,62 t con t misurata in C°.
quindi a 21 C° avremo  c = (331,45+0.62*21) = 344.47m/s.
Poniamo una capsula trasmittente ed una ricevente ad una distanza fissa e conosciuta (d1), se misuriamo il tempo di volo del suono da una all'altra  avremo T0 = (d0/c) se d0 è in metri, c è in m/s
avremo il T0 in secondi.
es: d0 = 0.50 m, t=21C°, avremo T0 = (0.50/344.47) = 0.001452 secondi (in pratica 1,452 millisecondi o se vogliamo 1452 mircosecondi).
Ho scelto per semplicità (ed economia) di utilizzare un SFR05 , questo sonar ad ultrasuoni non è direttamente utilizzabile per il nostro scopo, ma ho pensato di fare una modifica:

Ho tolto una delle capsule che ho posizionato davanti a quella rimasta sul cs dello sfr05.
La capsula è posizionata alla distanza d0.
Quindi messo in funzione  il circuito ho conteggiato il tempo in microsecondi.




Effettivamente si ottiene "quasi"  il tempo calcolato a tavolino.

Con un ventilatore ho simulato il vento ma ho solo ottenuto variazioni molto instabili e non affidabili.

Probabilmente il problema è nell'aver utilizzato l'SFR05 che  restituisce un'impulso di durata proporzionale al tempo impiegato, ma non con la precisione che serve in questo caso.

Penso di fare ulteriori esperimenti utilizzando componenti diversi.


Se l'idea interessa lasciate un commento!!

 

5 commenti:

  1. Questo commento è stato eliminato dall'autore.

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  2. Ciao sono Alberto un appassionato di meteo.
    Appena mi sono imbattuto in questo post mi si sono gonfiati gli occhi di lacrime... :-)
    Sto costruendo una stazione con Arduino a prova di grandine visto che l'ultima è morta e utilizzando sensori professionali.
    Il massimo sarebbe l'anemometro ad ultrasuoni... non mollare e se hai bisogno di aiuto nel mio piccolo verdò di collaborare...
    PS gli sketch del pluvio e anemometro a coppette sono ottimi... fatti su misura.

    Grazie Alberto

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  3. Ti ringrazio per il commento.
    Questo blog nato quasi per uso personale, è diventato molto visualizzato (18000 visite) da quando ho pubblicato post sul meteo.
    Anemometri ad ultrasuoni esistono in commercio ed il principio utilizzato è credibile.
    Affronterò la cosa con altro materiale.

    Ti voglio comunque segnalare che su elektor è stato pubblicato un anemometro che utilizza delle semplici resistenze NTC .
    Ho effettivamente provato a percorrere la stessa strada utilizzando arduino ( il post originale utilizza un PIC)
    Non ho pubblicato la cosa in quanto il progetto originale non è open source.
    Potrei provare a contattare l'autore e chiedere a Lui, ma c'è di mezzo anche elektor.
    L'articolo era sul numero di Novembre 2013 (edizione Francese).
    " giroutte sans pièce mobile 3 CNT mesuren le flux de chaleur"
    L'autore Bas-Schimit dei paesi bassi.
    L'anemometro fornisce velocità e direzione del vento.
    Io ho riprodotto il circuito con i pezzi che avevo a casa e ho adattato il programma per arduino, mi sono limitato alla misura della direzione del vento.
    La fase sperimentale ha funzionato ma poi non ho effettuato un vero e proprio collaudo sul campo.
    Ho finito la vendemmia e quindi avrò (spero) un poco di tempo da dedicare all'elettronica.
    Sabato prossimo andrò a Roma al Maker Faire e spero di tornare con una ricarica per altri sviluppi.
    Anche il tuo commento è utile e stimolante, infatti se vede che un post è osservato e commentato sono stimolato a proseguire su quella strada.

    Al prossimo post.
    Sergio

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    Risposte
    1. Ciao, sull’idea dell'anemometro a stato solido ho macinato molto e googolato in rete.
      Ho trovato un paio di schemi semplici e uno te lo ho postato, uno ha un’uscita ad onda quadra l’altro in tensione variabile.
      Arduino sta a cascata e si lavora praticamente tutto di firmware (previa calibratura dei sensori).
      Ho trovato documentazione riguardante questi anemometri che utilizza transistor soprattutto e comunque solo uno credo che indica anche la direzione del vento.
      Ho fatto uno schizzo che trovi al link per arrangiare l’idea velocità e direzione… è una specie di fungo in modo che la pioggia per gravità non entri e i transistor disposti a raggiera.
      8 direzioni, 4 cardinali e le mezze sfalsate di 45°… i sottomultipli si faranno sempre via firmware. I sensori sottoposti al vento leggeranno la velocità e la direzione.
      Quindi 8 circuiti che entreranno in altrettanti ingressi dell’Arduino… Nano magari così sta tutto vicino e dentro al “fungo”... stagno.
      Mi è venuto un dubbio… disporre i transistor allineati verso il centro (quello esterno potrebbe fare da cono d’ombra?) o affiancati come nella variante?
      Ho ordinato il materiale per fare la versione semplificata e solo come velocità…. Poi vedrò.

      Schema semplificato:
      http://www.meteomontebello.it/temp-files/Schematic.png

      La mia idea:
      http://www.meteomontebello.it/temp-files/Anemometro-stato-solido.pdf

      Spero a presto
      Alberto

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  4. Questo è interessante:

    http://www.edn.com/design/analog/4345837/Transistor-linearly-digitizes-airflow

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Vi ringrazio per la lettura e vi invito al prossimo post.
Se il post vi è stato utile, vi è piaciuto oppure no, scrivete un commento.

Un saluto a tutti.
Sergio

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