Wie ein Anemometer Make Hilfe eines Elektromotors, WIRED
Eine der besten Möglichkeiten, Windgeschwindigkeit zu messen, ist ein Anemometer zu verwenden. Sie könnten gehen und kaufen ein, aber ich es viel mehr Spaß finden, um meinen eigenen zu bauen.
Es gibt mehrere Arten von Anemometer zur Auswahl, aber ich werde bauen, die elektromagnetische Induktion verwendet. Normalerweise denken wir an elektrischem Potential wie etwas, das man von einer Batterie bekommen. Sie können aber auch aus Induktion erhalten. Es stellt sich heraus, dass Magnetfeld ändert sich auch ein elektrisches Potential erzeugt. Wenn ich den Wind Änderung ein magnetisches Feld zu machen, wird das elektrische Potential erzeugt dies zur Windgeschwindigkeit proportional seine .__ __So alles, was wir brauchen, ist ein veränderliches Magnetfeld mit einer Drahtspule, um diese Arbeit zu sehen ist. Versuchen Sie diese einfache Demo in Aktion zu sehen.
Beginnen Sie mit einem Magneten des stärker, desto besser. Wenn Sie die Magneten in einer Drahtspule legen, geschieht nichts. Aber wenn Sie diesen Magneten in der Spule bewegen, erhalten Sie eine aktuelle. Sie können die Galvanometer (nur eine empfindlichen Amperemeter) Nadel bewegen sehen, wie ich dies in der unten stehenden GIF tun. Je größer der Strom ist, desto größer ist die Spannung.
Sie # x27 don t es in meiner Demonstration sehen, aber der Winkel zwischen dem Magnetfeld und der Drahtspule ist wichtig. Dies bedeutet, dass statt den Magneten zu bewegen, können Sie die Spule drehen kann. Und da liegt der Schlüssel zu einer elektrischen Anemometer-eine Drahtspule innerhalb konstanter Magnetfeld dreht. Je schneller sie sich dreht, desto größer ist die spannungs und damit je größer die Windgeschwindigkeit.
Alles, was ich jetzt tun müssen, ist eine Spule aus Draht finden, die in einem Magnetfeld dreht. Oh, Moment mal! Ich habe eine. Es # x27; s ein Elektromotor bezeichnet. Ein Elektromotor ist einfach eine rotierende Drahtspule und Magnete. Wenn Sie Strom durch die Spule laufen, erzeugt er ein Drehmoment, das die ganze Sache zu drehen verursacht. Ich schrieb einmal ein Tutorial erklärt, wie man einen einfachen Motor zu bauen, die wie folgt aussieht:
Statt Strom durch den Draht ausgeführt wird, kann ich die Spule manuell drehen und die Spannung messen. Und ja, ein elektrischer Generator und Elektromotor ist im Wesentlichen gleich. Mit einem Motor, liefern Sie einen aktuellen und es dreht sich. Mit einem Generator, drehen Sie es, und es entsteht ein elektrischer Strom.
Also, lassen Sie # x27; s mit einem Elektromotor starten. Sie können sie in allen möglichen Orten finden. Der, den ich # x27; verwende kamen aus kleinen RC Hubschrauber, der einmal zu oft abgestürzt war. Achten Sie darauf, wählen Sie Ihren Motor. Ein AC-Motor, wie Sie # x27; d in einem Fan finden gewonnen # x27; t Arbeit. Weder wird ein bürstenloser Motor. Ich habe diesen Fehler, wenn ich versuchte, einen PC Kühllüfter. Diese Motoren arbeiten anders als eine herkömmliche Spule und Magnetmotor.
Nach einem Motor zu finden, müssen Sie einen Ventilatorflügel machen. I geschnitten eine aus dem Boden einer Aluminiumgetränkedose. Es sieht aus wie das.
Ich bestieg den Motor zu einem Lego Halterung, damit ich es im Freien halten könnte zu einem besseren Windmessung zu erhalten.
Es spielt keine # x27; t hübsch sein müssen, es muss nur arbeiten. Setzen Sie alles zusammen und es sieht etwa so aus:
Sie können dies leicht testen. Schließen Sie einfach die beiden Drähte vom Motor auf einem Voltmeter. Drehen Sie das Gebläse und Sie sollten einen Spannungswert erhalten. Je schneller sie sich dreht, desto größer ist die Spannung. Das # x27; s, wenn auch nicht sehr nützlich. Um ein funktionelles Anemometer zu machen, Sie # x27; ll müssen die Beziehung zwischen Spannung und Windgeschwindigkeit zu verstehen. Um dies zu tun, habe ich meinen Anemometer im Auto und die verwendete Luftgeschwindigkeit-die zur Messung der Geschwindigkeit des Autos entsprechen sollte, vorausgesetzt, ich # x27; m nicht in einem Sturm fahren. Ich folgte diesem Plan:
- Steig ins Auto.
- Kleben Sie das Anemometer aus dem Fenster und schließen Sie ihn an einem Multimeter auf.
- Fahren Sie mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten während eines meiner Kinder die Geschwindigkeit aufzeichnet (in Meilen pro Stunde) und Spannung. Ja, schwanken die Werte. Nehmen Sie einfach den besten Wert, die Sie (mein 10-jähriger Sohn # x27 didn; t so).
Ich kann # x27; t sicher sagen, wie genau meine Geschwindigkeitsdaten, so könnte dies eine grobe Korrelation sein. Es # x27; s überraschend schwierig bei einer konstanten Geschwindigkeit von 5 MPH mit einem analogen Tachometer zu fahren. Ich glaube, ich ein GPS verwendet haben könnte, aber ich war faul. Auf jeden Fall aufgetragen I Fahrzeuggeschwindigkeit vs. Motorspannung:
Ich wählte eine Linie passen, die den Ursprung durchlaufen, so dass der Schnittpunkt Null ist. Dies bedeutet, dass bei Null-MPH, die Spannung null ist. Vielleicht sollte ich das Intercept nicht Null zu sein, erlaubt haben, aber ich werde diese jetzt verwenden. Aus der Steigung dieser Linie, erhalte ich eine Beziehung zwischen Spannung und Geschwindigkeit. Abweichen von der Konvention, I # x27; ll für Wind und V für die Spannung verwenden w (mit v für Geschwindigkeit würde meine Quote für die Buchstaben v überschreiten):
Aber ich will wirklich für die Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Spannung zu lösen, da ich in der Regel # x27 don t die Windgeschwindigkeit wissen:
Das bedeutet, dass ich in meinem Volt Multimeter nehmen Lesung nur multiplizieren 104,3 und ich meine Wind in Meilen pro Stunde. Aber was, wenn ich will die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde? Doing eine Einheitenumrechnung auf die Proportionalitätskonstante zeigt:
Jetzt habe ich # x27; m bereit, mit einigen Winddaten zu rocken. In der Tat kann ich meine DYI Anemometer in einem digitalen Spannungs Recorder anschließen und Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit. Wenn ich dieses Tool wirklich nutzen will, soll ich es wahrscheinlich auf einer Stange mit einer Windfahne montieren, so immer die Lüfter in den Wind zeigen. Aber ich habe schon Pläne für dieses Gerät.
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