Прибор для определения направления ветра своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 03.09.2024

Что нужно делать, чтобы получился самодельный анемометр

1. Иголкой проделай в теннисном мяче два крошечных отверстия одно напротив другого. Проще всего это сделать, нагрев кончик иглы на огне.

2. Продень швейную нитку или рыболовную леску сквозь мячик, оставив с одной стороны, примерно сорок пять сантиметров. Крепко привяжи ее и отрежь излишнюю длину.

3. Привяжи второй конец лески к палочке и обмотай ее ниткой, пока расстояние между палочкой и верхом мяча не достигнет тридцать сантиметров.

4. С помощью клейкой ленты прикрепи палочку к транспортиру. Нитка должна свисать с его наружной стороны из центральной точки.

5. Чтобы измерить скорость ветра, расположи транспортир в направлении ветра. Держи его за углы как можно дальше от себя. Нитка не должна касаться транспортира. При нулевой скорости ветра нитка будет висеть прямо вниз вдоль отметки девяносто градусов. Когда подует ветер, сними показания градусов и затем проверь по таблице скорость ветра.

Мы с вами провели очередной опыт и на этот раз измерили скорость ветра, которая постоянна в регионе, где вы проживаете. Проводить различные опыты и эксперименты очень интересно, увлекательно и познавательно. Особенно для таких любознательных мальчиков и девочек, как вы. Вы можете провести и другие опыты по различным направлениям и предметам. Например, очень интересно будет узнать, как же в своей колонии, что делают

Для изготовления прибора, который измеряет скорость воздушного потока, потребуются подручные средства. К примеру, в качестве лопастей анемометра можно использовать половинки пластиковых пасхальных яиц. Также обязательно потребуется компактный бесщеточный двигатель на постоянных магнитах. Главное, чтобы сопротивление подшипников на валу моторчика было минимальным. Такое требование обусловлено тем, что ветер может быть совсем слабым, и тогда вал двигателя просто не будет проворачиваться. Для создания анемометра сгодится двигатель от старого жесткого диска.

Главная трудность при сборке анемометра заключается в том, чтобы сделать сбалансированный ротор. Двигатель потребуется установить на массивное основание, а на его ротор насадить диск из толстого пластика. Затем из пластиковых яиц нужно аккуратно вырезать три одинаковые полусферы. Они закрепляются на диске при помощи шпилек или стальных стержней. При этом диск предварительно надо разделить на сектора по 120 градусов.

Балансировку рекомендуется проводить в помещении, где полностью отсутствуют всякие движения ветра. Ось анемометра должна находиться в горизонтальном положении. Подгонку веса обычно выполняют с помощью надфилей. Смысл в том, чтобы ротор останавливался в любом положении, а не в одном и том же.

Установим в анемометр датчик велокомпьютера

1. Приклеим магнит

на вращающейся части узла. Во время крепления можно заодно провести работу по балансировке узла вращения. Магнит применен от комплекта велокомпьютера, единственно он вынут из пластмассового контейнера с помощью которого он крепится на спицах велосипеда. Балансировка необходима для устранения биений при вращении анемометра и как следствие раскачивания шеста и появления посторонних звуков в узлах крепления.

2. Просверлим в неподвижной части

узла отверстие диаметром 7мм и закрепим клеем герконовый датчик велокомпьютера в пластмассовом корпусе. При вклеивании датчика я собрал узел, положил на магнит кусочек картона толщиной 1мм, вставил датчик смазанный клеем в нужном месте в отверстие до касания с картоном и дополнительно промазал клееем. Такой способ установки датчика позволяет сохранить минимальный зазор между магнитом и датчиком и обеспечить надежное его срабатывание.

3. Проверяем работу узла на отсутствия касаний и по надежности срабатывания датчика (проверяем тестером).

Калибровка прибора

Самодельный прибор обязательно должен быть откалиброван. Для калибровки лучше всего использовать автомобиль. Но понадобится какая-то мачта, чтобы не попал в зону возмущенного воздуха, создаваемого автомобилем. В противном случае показания будут сильно искажены.

Калибровку следует проводить только в безветренный день. Тогда процесс не затянется. Если же будет дуть ветер, придется долго ездить по дороге и вычислять средние значения скорости ветра. Нужно учитывать, что скорость спидометра измеряется в км/ч, а скорость ветра в м/с. Соотношение между ними – 3,6. Это значит, что показания спидометра потребуется разделить на это число.

Некоторые люди в процессе калибровки используют диктофон. Можно просто надиктовать показания спидометра и анемометра на электронное устройство. В вы сможете создать новую шкалу для своего самодельного анемометра. Только с помощью правильно откалиброванного прибора можно получить достоверные данные о ветровой обстановке в необходимой зоне.

Скорость ветра

– одна из основных характеристик воздушного потока, потому-как определяет его энергию. Она измеряется в метрах в секунду (
м/сек
) и обозначается латинской буквой
V
. Чем больше скорость ветра, тем больше и энергия заключенная в потоке.

Для измерения скорости ветра применяются раздичные приборы: Флюгеры, анемометры и другие. Простейший прибор для измерения скорости ветра – флюгер Вильда (вобще-то устаревшая вещь, преимущество одно -легко соорудить своими руками).

жестко прикреплен
киль-2
, который при изменении направления ветра устанавливает
пластину-3
перпендикулярно направлению потока. Пластина имеет возможность качаться относительно
оси-4
. Соответственно чем сильнее ветер тем больше отклонение пластины. Определяют силу ветра при помощи
указателя-5
.

Для точности измерения плластина должна иметь размер-150 X 300 мм и вес 200 грамм, для районов с небольшими ветрами, и 800 грамм для местности с ветрами более 6 м/сек.

Деления указателя имеют условные значения, поэтому для определения скорости ветра следует воспользоваться таблицей.

Тем кого не интересует относительная точность, есть ещё один способ определения скорости ветра — по внешним признакам
.

Установка анемометра

Анемометр лучше установить на длинный шест вдали от построек или на крышу дома. При монтаже продумываем все действия, готовим инструмент и крепежный материал. Полезно провести установку шеста без анемометра, сделать крепежные отверстия и отверстия для проходки кабеля. Закрепляем анемометр на шесте и аккуратно монтируем конструкцию. Пропускаем кабель внутрь здания и подключаем велокомпьютер.

В каждом простом велокомпьютере есть опции по замеру максимальной скорости, средней скорости за весь пробег, средней скорости за заданный период. Использование этих опций позволит замерить в месте установки анемометра максимальную скорость ветра, среднюю скорость ветра за период и за всё время его работы. Фрагмент работы самодельного анемометра показан на видео.

Таблица для определения скорости ветра с помощью флюгера Вильда.

значение указателя	скорость ветра м/сек
значение указателя	пластина 200гр	пластина 800гр
1	0	0
1-2	1	2
2	2	4
2-3	3	6
3	4	8
3-4	5	10
4	6	12
4-5	7	14
5	8	16
5-6	9	18
6	10	20
6-7	12	24
7	14	28
7-8	17	34
8	20	40

Настройка

Настраивать анемометр лучше по показаниям стандартного. Но за неимением такового можно применить следующий способ. Укрепив прибор к деревянной ручке при движении автомобиля в штиль сверить показания устройства со спидометром машины. Подобрав значение радиуса колеса в миллиметрах, настраиваем прибор.

Подключив установленный вертикально анемометр к велокомпьютеру получаем результаты измерений

Таблица для определения скорости ветра по внешним признакам

Анемометром называют устройство, использующиеся в метеорологии для показания скорости и направления ветровых волн. Составляющие компоненты: чашечная верхушка, крепко прицепленная к оси прибора, соединяется с механизмом измерения. Когда воздушный поток проходит сквозь приспособление, чашечки или лопасти активизируются и начинают вращаться вокруг осевого столба.

Конструируют метеорологический инструмент, учитывая, для какого конкретного действия он будет предназначен. Анемометр измеряет количество оборотных действий чашечек или лопастей вокруг осевого центра в определенное время, что обычно равняется расстоянию, после этого считается скорость ветровых потоков в средней величине.

В другом случае лопасти или чашечки присоединяются к индукционному тахометру, заряженному электричеством. Здесь скорость ветровых потоков показывается сразу: не нужно дополнительно просчитывать другие величины и наблюдать за меняющейся скоростью.

Вышеописанный прибор можно с легкостью сконструировать в домашних условиях. Статья ниже расскажет читателю, как сделать автоматический Arduino анемометр в домашних условиях.

Термоанемометр

Термоанемометр сочетает в себе функции двух устройств

Принцип работы термоанемометра такой же, как и у всех акустических приборов – он измеряет скорость звука, а затем на основании этих данных передает информацию о скорости ветра. Данным прибор является электронным и используется чаще двух первых, к тому же он, работая по принципу акустического термодатчика, показывает температуру воздуха. Это ультразвуковой анемометр и его конструкция достаточно сложна. Поэтому его применяют для контроля микроклимата на рабочих местах в различных промышленных отраслях. В продаже существует много разновидностей портативных цифровых термоанемометров – анемометр тесто и проч.

Монтаж

Устанавливаем устройство на высокий шест на крышу дома. Рассчитываем, что и в какой последовательности мы будем делать, готовим материалы и инструменты. Модно сделать наметку без устройства, а после его установить. Проводим кабель в дом и включаем прибор. Как он работает можно посмотреть в видео материале.

Таким образом, мы знаем, как сделать анемометр своими руками и что для этого нужно. Неважно, для чего прибор служит – для вентиляции, измерения скорости или температуры. Неважно, каким он является – стационарным, миниатюрным или индукционным. Одно можно сказать точно – он приносит людям пользу.

Анемометр | Мастер-класс своими руками

Измеритель скорости ветра своими руками

Появилась задача собрать для одного проекта анемометр, чтобы снимать данные можно было на компьютере по интерфейсу USB. В статье речь пойдет больше о самом анемометре, чем о системе обработки данных с него:

1. Компоненты
Итак, для изготовления изделия понадобились следующие компоненты: Шариковая мышь Mitsumi — 1 шт. Мячик для пинг-понга — 2 шт. Кусок оргстекла подходящего размера Медная проволока сечением 2,5 мм2 — 3 см Стержень от шариковой ручки — 1 шт. Палочка от конфеты чупа-чупс — 1 шт. Клипса для кабеля — 1 шт. Полый латунный бочонок 1 шт.

2. Изготовление крыльчатки

К латунному бочонку были припаяны 3 куска медной проволоки длиной 1 см каждый под углом 120 градусов. В отверстие бочонка я припаял стойку из китайского плеера с резьбой на конце.

Трубочку от конфеты разрезал на 3 части длиной около 2 см.

Разрезал пополам 2 шарика и с помощью мелких шурупов из того же плеера и полистирольного клея (клеевым пистолетом) прикрепил половинки шарика к трубочкам от чупа-чупса.

Трубочки с половинками шарика надел на припаянные куски проволоки, сверху все закрепил клеем.

3. Изготовление основной части

Несущим элементом анемометра является металлический стержень от шариковой ручки. В нижнюю часть стержня (куда вставлялась пробка) я вставил диск от мышки (энкодер). В конструкции самой мышки нижняя часть энкодера упиралась в корпус мышки образуя точечный подшипник, там была смазка, поэтому энкодер легко крутился. Но нужно было зафиксировать верхнюю часть стержня, для этого я подобрал подходящий кусок пластика с отверстием точно по диаметру стержня (такой кусок был вырезан из системы выдвигания каретки CD-ROMa). Оставалось решить проблему с тем, чтобы стержень с энкодером не выпадал из точечного подшипника, поэтому на стержне непосредственно перед удерживающим элементом я напаял несколько капель припоя. Таким образом, стержень свободно крутился в удерживающей конструкции, но не выпадал из подшипника. Причина, по которой была выбрана схема с энкодером, следующая: все статьи о самодельных анемометрах в Интернете описывали их изготовление на базе двигателя постоянного тока от плеера, CD-ROMa или еще какого изделия. Проблема с такими устройствами во первых в их калибровке и малой точности при малой скорости ветра, а во вторых — в нелинейной характеристике скорости ветра по отношению к выходному напряжению, т.е. для передачи информации на компьютер есть определенные проблемы, нужно просчитывать закон изменения напряжения или тока от скорости ветра. При использовании энкодера такой проблемы нет, так как зависимость получается линейной. Точность высочайшая, так как энкодер дает около 50 импульсов на один оборот оси анемометра, но несколько усложняется схема преобразователя, в котором стоит микроконтроллер, считающий количество импульсов в секунду на одном из портов и выдающий это значение в порт USB.

4. Испытания и калибровка

Для калибровки был использован лабораторный анемометр

Анемометр своими руками: самая простая схема

Анемометр – прибор для измерения скорости ветра. Классический чашечный анемометр представляет собой чисто механический прибор, способный измерять скорость ветра в диапазоне от 2 до 20 м/с. Анемометр просто подсчитывает количество оборотов крыльчатки. Для определения скорости ветра надо отмерить количество оборотов за некоторый промежуток времени, например 30 с, а затем рассчитать количество делений которые проходит стрелка анемометра за 1 с. После этого для определения скорости ветра следует воспользоваться графиком.

Сконструировать его аналог проще всего на основе маломощного электромотора, например ДМ-03-3АМ 3 91, который выступает в роли генератора. Четырехлопастная крыльчатка анемометра взята готовая, приобретена на Aliexpress примерно за 1 доллар.

Диаметр крыльчатки 10 см, а высота 6 см.

Электромотор располагается в корпусе, сделанном из емкости для холодной сварки, в крышке которой прорезано отверстие для вала электродвигателя и ведущих от двигателя проводов.

К электродвигателю подключен диодный мост VD1 собранный на диодах Шоттки 1N5817. На выходе диодного моста подключен электролитический конденсатор C1 1000 мкФ х 16 В.

Схема подключения анемометра

Диоды Шоттки выбраны из-за того, что скорость вращения крыльчатки, в обычных условиях (если нет урагана) не очень велика. При скорости ветра около 6 м/с, на выходе прибора появляется напряжение около 0,5 В. В таких условиях рационально минимизировать потери на всех элементах схемы. По этой же причине в качестве соединительных проводов используются проводники избыточно большого сечения.

К выводам выпрямителя можно подключить любой вольтметр постоянного тока на 2 В. С его ролью отлично справляется мультиметр. Хотя использование отдельного стрелочного прибора позволяет непосредственно градуировать шкалу в скорости ветра.

Так как устройство планировалось эксплуатировать на улице диодный мост был залит в эпоксидную смолу. Как оказалось конденсатор был взят избыточно емкий так, что быстрые перепады напряжения и соответственно, порывы ветра прибор зафиксировать не может. Автор обзора Denev.

Как сделать анемометр своими руками

Узел вращения блока готлвлк становится теперь сердцем анемометра. После удаления лишних деталей (вращающего трансформатора, магнитной головки и деталей двигателя) остался металлический каркас вращающейся головки с осью, неподвижная часть с блоком подшипников и шайба крепления двигателя. Узел довольно массивный, поэтому будущий анемометр будет предназначен больше для измерения скорости ветра от среднего до сильного. В принципе эти измерения и необходимы.

1. Доработаем головку вращения. Просверлим сверлом по металлу в боковой поверхности

вращающейся части 3 отверстия диаметром 4мм для крепления чашек. При сверлении ориентируемся на три отверстия в головке для крепления внутренних узлов.

2. Вставим в отверстия винты М4 длиной 10мм, для лучшего контакта с чашками из велосипедной камеры вырежем ножницами резиновые шайбы для предотвращения вращения чашек анемометра.

3. В качестве чашек применены пластмассовые кружки, специально купленые в магазине за 7 рублей. Каждая кружка доработана:

— на боковой поверхности в районе бывшей ручки просверлено отверстие диаметром 4мм.

4. Прикручиваем чашки к узлу вращения, используя шайбу и гайку. Прикручиваем аккуратно, не повредив стакан. Обратите внимание, чтобы выступающие части резиновой шайбы не касались при сборе неподвижного узла. Собираем конструкцию и проверяем легкость вращения.

Узел вращения собран. Теперь необходимо подумать об установке датчика вращения и о креплении узла. В качестве датчика оптимально применить геркон, срабатывающий от магнита, закрепленного на вращающемся узле. Частоту импульсов вращения можно преобразовать в оценку скорости ветра при помощи аналоговых или цифровых схем. Но можно пойти более простым путём – использовать велокомпьютер.

Установим в анемометр датчик велокомпьютера

1. Приклеим магнит

2. Просверлим в неподвижной части

3. Проверяем работу узла на отсутствия касаний и по надежности срабатывания датчика (проверяем тестером).

Узел крепления

Узел крепления выполнен из уголка купленного в строительном магазине. Уголок двумя длинными винтами прикреплен к неподвижной части. Особенности крепления зависят от конкретного конструктивного исполнения головки видеомагнитофона.

Подключаем кабель

Кабель датчика удлинен на 7 метров с применением кабеля для построения компьютерной сети. Для удобства подключения на кабель и в разрывы сигнального кабеля велокомпьютера установлены разъемы от вентиляторов и блока питания компьютера. Сам велокомпьютер выполнен в настольном варианте, при помощи медной проволоки прикручен к магнитной системе двигателя видеоголовки. Получилась устойчивая конструкция.

Настраиваем самодельный анемометр

Для настройки показаний анемометра в идеале применить настоящий анемометр. Я за свою жизнь держал в руках это чудо всего раз пять. Поэтому применил стандартный способ, прикрепил анемометр к ручке из дерева. И при езде на автомобиле в безветренную погоду настроил велокомпьютер по совпадению показаний со спидометром. В моем велокомпьютере настройка заключалась в подборе значения радиуса колеса в миллиметрах. Запоминаем величину найденного радиуса (лучше записываем), а то при смене батарейки компьютер забудет настройки.Цель получить суперточные показания не ставилась. Всё — настроено.

Установка анемометра

Скоростные.
Зона нечувствительности – до 0,3 м/с (1 км/ч).
Скорость страгивания – 0,4 м/с (1,5 км/ч).
Линейная зона (5%) – от 0,8 до 20,0 м/с ( 3-54 км/ч).
Механическая прочность – проверено до 40 м/с (150 км/ч).
Тахометрические (без дополнительного делителя).
Импульсов на оборот – 2,0 (имп./об.).
Импульсов на метр прошедшего воздуха – 1,32 (имп./м.).
Метров (прошедшего воздуха) на оборот - 1,52 (м/об.)
Электрические.
Тип выхода – открытый коллектор.
Нагрузочная способность – до 30V, 0,02А.
Форма тах. импульсов – меандр (50%+50%).

Нам подходит любой вентилятор. Но значительно лучше, если он будет с шариковым подшипником. В этом случае анемометр будет работать без заеданий и практически вечно.

Трех проводные вентиляторы с тахометрическим датчиком – предпочтительны. Это позволяет без переделок использовать третий провод для измерения числа оборотов.

Разбираем компьютерный вентилятор, сняв разрезную шайбу, которая фиксирует ось ротора. Две деревянные зубочистки позволяют это сделать быстро и без проблем. После этого смотрим, какой подшипник стоит под осью вентилятора. Лучше, если там обнаружится шариковый подшипник.

Если, по каким то причинам, данный мотор нам не подходит, то смазываем подшипники и собираем. Если все нормально, и Вы не передумали, то изготавливаем головку анемометра, как на фото справа.

С откусыванием лопастей вентилятора обычными кусачками проблем не возникает. Остается зажать остатки ротора в электродрель и наждачной бумагой снять остатки лопастей. С блоком статора делаем то же самое, предварительно откусив 4-е перемычки.
Компакт диск (CD) режется обычными канцелярскими ножницами. Если пошли трещины (такое то же бывает), то на их концах сверлятся отверстия диаметром 1 – 2 мм.
Лопасти вырезаются из пластиковой бутылки. В них прорезаются прямоугольные прорези и лопасти одеваются на свои места. Приклеивать не надо.
Компакт диск с одетыми лопастями приклеивается к ротору с помощью термо клея. Пока клей горячий – диск центрируется. Должно получиться как на фото слева (ниже).
Горлышко бутылки приклеивается в основание нашего анемометра (справа). Но лучше это сделать потом, кода будет известен диаметр трубы, на которую этот анемометр будет установлен. Так же, нужно решить как Вы будете выводить провод, внутри или снаружи.

Выход формирователя – выход транзистора с открытым коллектором. Схема ниже приведена для наглядности (до и после).

В таком варианте переделки тахометрический датчик сохраняет свою работоспособность в диапазоне напряжений от 4 до 15 Вольт.

Работа анемометра напрямую зависит от размеров крыльчатки. Чем больше размер, тем при меньшей скорости ветра ротор начинает вращаться. Ниже два ротора и то, из чего они сделаны (шариковые ручки только для приблизительного представления о размере). Первый начинает вращаться при еле заметном ветре (

Как и раньше, лопасти одеваются на свои места. Их можно приклеить термоклеем, но тогда необходимо делать балланс крыльчатки.

Скорость страгивания анемометра напрямую зависит от силы трения в подшипниках. Трение можно уменьшить если усадить пружину, которая сжимает центральные кольца подшипников. При этом должен появиться свободный осевой люфт 0,1 - 0,3 мм. Если этого не произошло, то пружина меняется на шайбу подходящей толщины.

Конечно шансы того, что в старом вентиляторе найдутся хорошо работающие подшипники - близки к нулю. Но это не так страшно. В худшем случае скорость страгивания крыльчатки анемометра поднимется до 2-3 м/с. (о силе ветра и ветровом давлении смотрим здесь ).

Предварительное испытание анемометра требует приблизительной информации о скорости (направлении) ветра. Можно воспользоваться промышленным чашечным анемометром (> 1 м/с), но это не спортивно.

Для малых скоростей ветра (0,1 - 1 м/с), обычное елочное украшение "дождик" справляестя с задачей лучше и нагляднее, чем любой промышленный анемометр. Для ленточки длинной 40 см. угол отклонения от вертикали 30 градусов соответсвует скорости ветра 0,4 м/с, 45" - 0,6 м/с, 60" - 0,9 м/с. После 1,2 м/с ленточка практически горизонтальна.

Именно такой индикатор скорости ветра на фотографиях ниже. Клик на правой фотографии открывает анимированный имедж, Ctrl.+ его увеличивает.

Хоть это и не очень хорошо видно на последнем фото, но один из анемометров уверенно вращается при скорости ветра ~0,6 м/с (угол отклонения ленточки около 45").

Открытым остается вопрос чем считать импульсы, которые выдает тахометрический датчик.

С этого момента придется немного повозиться с электроникой (на предмет счета количества импульсов). Если такого желания не возникает, то можно ограничиться более простой версией. При этом, вместо тахометрического датчика устанавливается обычный электродвигатель, а в качестве индикатора работает любой миллиамперметр (или микроамперметр).

Слева – анемометр, при скорости ветра 2 – 3 м/с. Справа – блок индикации. Пусть Вас не пугают разъемы и переключатели. Головка микроамперметра работает непосредственно на анемометр (через резистор 5 кОм). Остальное – мелкие полезности, такие как стробоскоп, вольтметр, освещение .

Меньшая точность такого анемометра, полностью компенсируется его простотой. Ссылка здесь или под фотографией.

И на микроконтроллере.

На микроконтроллере (любом из серии MSP430 от TI) эта задача решается просто и элегантно. Так выглядит анемометр, который отображает скорость ветра от 1 до 16 м/с.

Если Вас не пугает схема, и Вы готовы потратить 10$ на MSP430 Launchpad от Texas Instruments, с двумя микроконтроллерами в придачу, то так и нужно сделать. Ссылка на схему здесь .

Есть два типа простых и очень дешевых устройства, которые могут считать импульсы. Это калькуляторы и шагомеры (педометры).

Для калибровки анемометра нам подойдет любой педометр. Достаточно соединить выход тахометрического датчика с контактами педометра, как это показано на следующем рисунке.

Превращаем в законченное изделие.

В данном случае имеем два больших недостатка, которые легко устраняются. Первый – медленный счет. Второй – разрядность индикатора ограничена пятью разрядами (99.999). Оба устраняются установкой счетчика – делителя между выходом микросхемы и входом транзистора.

Дополнительные элементы.
R1 – для нормальной работы IC.
R2 – нагрузочный резистор для нормальной работы счетчика DD1.
C1 – помогает при частичном разряде батарей.
DD1 – любой КМОП счетчик, обеспечивающий нужный коэф. деления.
С2 – устраняет высокочастотные наводки в кабеле.
R3 – защищает от замыканий в кабеле.
R4 – обрывной резистор или предохранитель на 200 мА, который защищает от короткого замыкания в кабеле.

Остается выбрать коэффициент деления.

Допустим, средняя скорость ветра – 5 м/с. Тогда за час (3600 сек.) через анемометр пройдет 3600 сек. * 5 м/сек. = 18.000 метров воздуха. За сутки – 18.800 м. * 24 час. = 432.000 м. На каждые 100 метров прошедшего воздуха, анемометр выдает 132 импульса (1,32 имп./м.). Таким образом, на индикаторе должно отобразится 432.000 * 1,32 = 570.240 . Максимальная разрядность индикатора – 5 десятичных знаков. Значит, после 100000 импульса наступит переполнение. Что бы этого не произошло в течении суток, необходим делитель, не меньше, чем 570.240 / 100000 = 5,7 .
Что бы, при тех же условиях, переполнение не наступило в течении месяца, необходим делитель 5,7 * 30 = 171,07.
С другой стороны, частота счета – ограничена. Пусть это будет 1 Гц, или 1 импульс в секунду. Для максимальной скорости ветра, к примеру 20 м/с., тахометрическим датчиком будут формироваться 20 м/с * 1,32 имп./м. = 26,4 импульса в секунду. Что бы привести к 1 имп./сек. Понадобится делитель 1 : 26,4.

Наиболее частый коэффициент деления, используемый мной – 1 : 16 . Для анемометров, которые автономно собирают данные в течении месяца – 1 : 64 (1:128).

А дальше, необходимо использовать анемометр по назначению. К примеру, установить в том месте, где вы планируете расположить ветрогенератор и накопить статистику за неделю. В зависимости от результатов Вы сможете решить устанавливать ветрогенератор или нет.

Мое скромное мнение, основанное на некотором опыте с ветрогенераторами, заключается в следующем.

( * речь идет не о текущей, а о среднесуточной скорости ветра)

* Если среднесуточная скорость не превысила 2,0 м/с, то ветрогенераторы не для Вас.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 2,0 до 3,0 м/с, то стоит посмотреть в сторону недорогих ветрогенераторов или красивых флюгеров. По функциональности и по количеству вырабатываемой электроэнергии они будут совпадать.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 3,0 до 5,0 м/с. Генераторы промышленного изготовления будут уверенно крутиться, но никогда не разовьют паспортную мощность. Исключение составляют самодельные ветрогенераторы с завышенным диаметром ветроколеса.
* Если среднесуточная скорость лежит в пределах от 5,0 до 10,0 м/с. У Вас будет работать любой ветрогенератор. Хороший, плохой, промышленный, самодельный, с горизонтальным ротором или вертикальным – не имеет значения.
* Если среднесуточная скорость выше, чем 10,0 м/с. Уже не так важен ветрогенератор, как прочность мачты, на которой он смонтирован. Кроме того, Ваша жизнь начнет напоминать жизнь возле аэропорта.
* Если среднесуточная скорость выше, чем 15,0 м/с. Перепроверьте схему делителя, разъемы и соединительные провода. Вы, наверняка, что то напутали :)

Оба коэффициента определяются экспериментально, для каждого отдельного анемометра!

Kv показывает отставание окружной скорости лопасти от линейной скорости воздушного потока. В нашем случае этот коэффициент - 1,52 м/об.

Kt определяет, с какой скорости ветра крыльчатка анемометра начинает вращаться. Для данного анемометра коэффициент равен скорости страгивания - 0,4 м/с .

Флюгер – неотъемлемая часть стильного декора кровли современного дома. Однако его назначение далеко не ограничивается только функцией украшения внешней части сооружения. Он может быть и элементом дымохода, и генерировать электроэнергию и даже предсказывать погоду. Рассмотрим, как сделать флюгер в домашних условиях, какие разновидности его бывают, а также какие материалы и приспособления понадобятся.

Назначение и принцип действия флюгера

Многих владельцев частных домов задумываются о том, как сделать флюгер своими руками в домашних условиях с минимумом затрат сил, средств и времени. Однако прежде чем приступить к его изготовлению, не лишним будет узнать о его назначении, устройстве, разновидностях и значении символики. Разберём их более детально.

Флюгер – элемент декора кровли дома и многофункциональное приспособление. Принцип его действия основан на взаимодействии специальной части – флажка – с воздушным потоком. Силой ветра он разворачивается в сторону минимального сопротивления. При этом стрелка-противовес будет всегда показывать направление – откуда дует ветер. При наличии лёгкого пропеллера прибор к тому же будет определять и ветровую нагрузку, а при подключении к другим приборам – ещё выполнять другие полезные функции.

В зависимости от поставленных перед ним задач он может иметь одно и сразу несколько следующих назначений:

Является частью оформления экстерьера здания.

Выполняет роль прибора, показывающего силу и направление ветра, а также при подключении счётчика его количественное измерение.

Закрывает выход трубы от попадания осадков, предметов и задувания ветра.

При достаточной мощности лопастей и постоянной большой силе ветра возможно подключение генератора для выработки электрического тока.

Кроме того, флюгер может защищать от грызунов – как сам дом, так и рядом расположенную территорию. Однако в таком случае его устанавливаются не на крышу, а непосредственно на участке.

Интересная информация! Флюгер является одним из обязательных элементов, венчающих кровлю частного дома на территории практически всех европейских государств. При этом в каждом конкретном случае он выглядит оригинально, неповторимо для всей округи.

Устройство

Основные элементы флюгера:

Это главная часть устройства. Под действием ветра своей плоскостью он разворачивается и встаёт параллельно воздушному потоку. Изготавливается в какой-либо геометрической форме либо при художественном оформлении – тематической фигуре. Благодаря этому придает основное декоративное значение всему прибору.

Размещена на противоположной части флажка. Основное назначение – указание направления, откуда дует ветер. Не является обязательным элементом конструкции – в случае установки флажка непосредственно на вертикальную ось.

Установлен на противолежащей части оси флажка. Уравновешивает систему флажок-стрела (флюгарка). Как правило, имеет одинаковую массу с противолежащей частью. Иногда бывает более тяжёлым, когда устройство делается так, чтобы в безветрие возвращалось в одно и то же положение.

Вертикальная ось с корпусом и блоком крепления.

Ось, на которой расположена флюгарка, закреплена в специальном корпусе и сидит на подшипнике. В стремлении упростить конструкцию её нередко устанавливаются просто в трубу подходящего диаметра. Внизу для облегчения вращения она просто опирается на металлический шарик.

Размещается непосредственно над вертикальной осью и служит защитой от проникновения влаги и пыли внутрь вращающегося механизма.

Монтируется вместо стрелы и позволяет оценить скорость ветра. К нему могут подключаться электронные метеорологические счётчики или электрогенератор.

В зависимости от материала и конструкции кровли в каждом конкретном случае подбираются кронштейны, саморезы, болты и прочие крепёжные изделия.

Совет! Выбирая как сделать флюгер своими руками нужно учитывать малейшие детали, чтобы потом не выполнять сложную доработку. Одним из таких элементов является роза ветров. Она представляет собой пару скрещённых под прямым углом прутков, на краю каждого из которых устанавливается буква с соответствующей частью света. После её правильного выставления по компасу можно достаточно точно определять направление ветра.

Разновидности

Выше были кратко представлены основные разновидности флюгера. Разберём их более подробно – из каких основных частей они состоят, какие функции выполняют, каковы их основные особенности.

Метеорологические

Приборы служат для измерения параметров ветра – скорости, силы, направления. В зависимости от устройства оснащаются пропеллером, вращающимися чашечками и электронными датчиками. Существует две модификации метео-флюгера:

Состоит из мачты, розы ветров, флюгарки, вертикальной шкалы и металлической пластины для определения силы ветра по её отклонению.

Оснащается электронными датчиками для определения силы, направления и скорости атмосферных потоков, обработки данных и передачи их на умные приборы (смартфоны, ПК).

Флюгер Вильда нередко изготавливался любителями, все необходимые данные для этого имеют в соответствующих источниках.

Электрогенерирующие

Флюгер состоит из флюгарки, на одном конце которого закреплён флажок, на другом многополостный пропеллер, посередине – корпус с мини-генератором. В отличие от промышленных крупных приборов, такая модель отличается лёгкостью и простотой конструкции. По сути он представляет собой любительский ветрогенератор электрического тока малого номинала и может служить источником аварийного электроснабжения во время отключения внешней сети в период непогоды.

Дымоходные

Флюгер-дефлектор представляет собой вращающуюся конструкцию, устанавливаемую непосредственно на выход из трубы дымохода. Его основная задача – усиление тяги и устранение эффекта обратной тяги. Внешне он также может иметь художественное оформление, однако декор – неглавная его задача. Принцип действия прибора основан на улавливании специальными элементами ветра и создание внутри разряженного пространства.

Благодаря последнему возникает усиление тяги. При его применении строителям удаётся сократить длину надкровельной части трубы и повысить КПД прибора отопления на 20-25 %. В целом устройство отличается достаточно сложной конструкцией, поэтому изготовить его можно только в заводских условиях.

Декоративные

Основная задача данной модификации флюгера – украшение кровли. Флюгарка может быть представлена в самых разнообразных формах, материалах и композициях. Применяемые фигурки имеют различные значения – эстетическое, эзотерическое, мистическое, фантастическое и прочее – в том числе такое, какое в неё вкладывает сам владелец дома.

Пугала для птиц и ветряки от грызунов

Могут иметь самую разнообразную конструкцию. Некоторые экземпляры включают пропеллер для создания вибраций и отпугивания грызунов. Естественно, местом установки приборов служит почва огорода, а не кровля дома. Модификации для птиц должны иметь большие габариты. Их цель создать иллюзию присутствия человека на участке, тем самым отпугнув пернатых от посевов и ягод.

Символика и её значение

В решении вопроса о том, как сделать простой флюгер своими руками, не последнее значение имеет символика применяемых фигур флюгарки. Вот что означают самые распространённые из них:

Петух – классика, богатство, солнечная энергия, положительная энергетика.
Кот – изобилие домашнего благосостояния, уют, тепло, умиротворённость.
Трубочист – удача, деньги, счастье.
Корабль-парусник – начало новой счастливой жизни.
Лошадь – сила, мудрость, скорость.
Пегас – целеустремлённость, стремительность.
Дракон – победа, долголетие, открытие тайн, здоровье.
Лодка – путешествие, удача, сила духа.
Всадник – воин-победитель, завоеватель, власть.
Лев – монархия, храбрость, способность защищаться.

Стрела – стремление к высшим знаниям.
Единорог – символ целомудренности.
Рыба – семейность, плодородие, гармония.
Волк – неустрашимость, решимость, мужество.
Орёл – защита дома от врага.
Сова – мудрость.
Баба Яга – мифический персонаж.

Обратите внимание! Выбор той или иной композиции для флюгера должно исходить не только из личных предпочтений владельца дома, но и общей архитектуры и стиля оформления сооружения. Например, изображения славянского этноса хорошо дополнят крышу, оформленную по простонародным мотивам с элементами резьбы по дереву.

Материалы для флюгера

Вид материала играет далеко не последнюю роль в разрешении вопроса о том, как сделать флюгер своими руками в домашних условиях. Традиционно применяют следующие его разновидности:

Разберём особенности каждого из них более детально.

Видео описание

Смотрите в этом видео, как сделать флюгер из металла:

Дерево

Издревле применяемый материал для изготовления флюгера. Отличается небольшой массой, простотой в обработке и лёгкостью задания необходимых форм. Использовать рекомендуется только хорошо высушенную, без трещин и прочих дефектов древесину. Непосредственно перед монтажом его необходимо обрабатывать влагоотталкивающей пропиткой. Срок службы – от небольшого до среднего. Подвержен гниению, воздействию насекомых и грибков.

Сталь

Материал обладает оптимальной жёсткостью, и потому хорошо защищён от механического повреждения и воздействия биологических факторов. Лучший вариант – нержавеющий сплав. Однако если используется обычный состав, требуется защита от коррозии. Недостатки к тому же проявляются в сложности обработки, изготовлении и значительном весе конструкции, что несколько усложняет монтажные процедуры.

Материал достаточной прочности и в одно и то же время хорошей пластичности, и потому легко обрабатывается и даёт возможность задать фигурке объем, что придаст ей оригинальности. К тому же медь имеет природную защиту от коррозии. Однако при выпадении химически реактивных атмосферных осадков изделие на его основе может покрыться зелёным налётом и потеряет свои изначальные эстетические качества. Ещё один минус меди – высокая стоимость.

Пластик

Широко доступный, легко обрабатываемый, практически невесомый, долговечный и дешёвый материал. Пластиковые модели весьма разнообразны по форме, конструкции, цвету. Они не выгорают на солнце и не разрушаются под действием атмосферных факторов. Однако при сильных ветрах и недостаточной изначальной прочности могут легко повредиться.

Фанера

Лёгкий в обработке и достаточно прочный материал. Однако под действием влаги легко разрушается. Поэтому использовать можно только многослойные водостойкие модификации. При этом перед установкой изделие должно обязательно окрашиваться защитными составами.

Важно! Изготовить флюгер можно практически из любого подручного материал. Жёсткость не является обязательным требованием, за исключением основных нагружаемых его элементов – поворотной оси и блока крепления. Избыточная мягкость этих узлов приведёт к быстрому износу соприкасающихся поверхностей и, как следствие, заклиниванию или, напротив, разболтанности. Поэтому обе части должны быть из стойкого металла.

Видео описание

Смотре в видео, как сделать элементарный флюгер:

Монтаж готового флюгера на крышу

Недостаточно просто знать, как сделать флюгер своими руками из подручных материалов, необходимо ещё правильно установить его по частям света и вертикали, а также надёжно закрепить в соответствии с материалом кровли. В общем виде процедура монтажа выглядит следующим образом:

Изначально конструкция собирается, затем проверяется на правильность сборки.
Подготавливаются элементы крепежа.
Устройство вносится на кровлю и устанавливается с выверкой по компасу (при наличии розы ветров) и вертикали по строительному уровню.
Блок крепления фиксируется на саморезы, гвозди или иные элементы крепежа.

Перед окончанием монтажных работ необходимо удостовериться, что все части флюгера на месте – особенно подшипник или шарик для поворотной оси. Без последнего элемента прибор не будет правильно функционировать. От этого будет зависеть лёгкость воздействия минимальной ветровой нагрузки на флажок и его ответная реакция.

Важная информация! Во время установки флюгера важно не повредить гидроизоляционный слой кровли. Иначе придётся не только его переустанавливать, но и ремонтировать крышу от протечки.

Видео описание

Смотрите в этом видео, как монтировать флюгер на конёк дома:

Этапы создания

Изготовление флюгера – дело достаточно ответственное и хлопотливое. Неправильная форма даже одной на первый взгляд мало важной детали приведёт к тому, что прибор не будет исправно работать. Поэтому производство подобного устройства лучше доверить настоящим профессионалам. Тем же, кто имеет некоторый опыт, можно предложить пример следующей инструкции, как самому сделать флюгер из листа нержавейки:

Изготавливается чертёж конструкции флюгера.
Выполняется рисунок главной фигуры в полном масштабе на большом листе бумаги.
Затем фигура вырезается ножницами.
Полученный трафарет прикладывается сверху на подходящий по размерам лист нержавеющей стали толщиной около 2 мм.
Обводятся маркером/карандашом/мелом контуры фигуры.
Затем лист зажимается в верстатке.
После этого с помощью электрического лобзика вырезается точно по обведённому контуру необходимая фигурка.
Далее по краям убираются заусенцы, снимаются неровности, доводятся углы.
Вырезанному контуру придаются элементы художественной обработки – проделываются глаза, рот, нос, усы и т. д.
После этого изготавливается флюгарка из металлического прутка с противовесом.

Видео описание

В этом видео показано, как сделать флюгер из листа нержавейки:

Все элементы перед фиксацией тщательно выверяются, чтобы не было перекосов по массе.
Фигурка приваривается к флюгарке с противовесом.
Внизу к ней присоединяется поворотная ось.
Для неё в свою очередь изготавливается кронштейн в виде двух пластин под углом кровли и выходящей из угла трубы, в которую будет вставлена поворотная ось с шариком для лучшего вращения.
Когда все элементы готовы, их собирают и проверяют на работоспособность.
Далее флюгер красится, обрабатывается и доводится до завершённого состояния.
В завершении устройство устанавливается на крыше с выверкой по вертикали с помощью строительного уровня.

В ходе изготовления важно соблюсти пропорции, углы, равновесие и расстояние между всеми узлами – чтобы флюгер работал даже от малейшего дуновения ветра.

Коротко о главном

Флюгер взаимодействует с воздушным потоком и показывает его направление. При подключении к датчику он также способен измерять его скорость. В зависимости от назначения и конструкции существуют следующие его разновидности:

Декоративные.
Метеорологические.
Защитные для трубы дымохода.
Вырабатывающие электрический ток.
Отпугивающие грызунов и птиц.

В стандартном исполнении в его состав входят флажок, стрела, противовес, вертикальная ось с блоком и элементами крепления, пропеллер и защитный колпачок. Главная самая заметная его часть – флюгарка – может изготавливаться в виде различных фигур – петуха, кота, льва, лошади и т. д.

В качестве материала изготовления, как правило, берётся дерево, сталь, медь, пластик и фанера. Все они имеют характерные плюсы и минусы. При монтаже флюгера необходимо соблюдать его ориентацию по вертикали и частям света – при наличии розы ветров. Изготавливается элементарная модель достаточно легко по инструкции, но более сложные и качественные варианты доступны лишь профессионалам.

Читайте также: