Se sei già registrato           oppure    

Orario: 21/07/2019 14:52:30  

 

Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Eolico

VISUALIZZA L'ALBUM


Anemometro, quale scegliere
FinePagina

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 14/12/2015 22:07:56

Per coloro che sono appassionati nella materia della produzione di energia dal vento non si deve far mancare uno strumento semplice ma molto importante.
L'anemometro.

Il suo lavoro principale è misurare la velocità del vento ma può essere utilizzato anche per altri scopi LINK

Oppure come datalog per verificare se un dato luogo può essere considerato adeguato per l'installazione di una turbina a vento.

Nella mia prima esperienza non sapendo se il mio progetto linkato qualche riga sopra potesse funzionare correttamente ho preferito prenderne uno molto economico con sensore di tipo reed.

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/Anemometro1.jpg



Dopo quasi 2 anni di funzionamento la sua funzione la esegue abbastanza bene ma iniziano a spuntare i primi difetti/problematiche.
In primis la poca precisione dovuta al contatto reed che in molte occasioni genera delle false letture sballando i valori registrati.
Risente molto delle vibrazioni del generatore quando produce in quanto lo strumento è installato sullo stesso traliccio.
Alle velocità del vento molto forti il sensore reed non è abbastanza veloce nella chiusura ed apertura, dopo già 8 m/s di vento sballa tutti i valori.

Altra problematica non da poco è la resistenza meccanica del materiale con il quale è costruito. Il cuscinetto è uscito dalla sede usurata. L'usura è dovuta anche agli sbalzi termici estivi, non parlando poi di quelli invernali.

Dopo tutto questo decido di fare un piccolo salto di qualità.
Ricercando in rete di strumenti del genere ce ne sono per tutte le tasche e con svariate tipologie di sensore.
Limitando i danni al portafoglio decido di prendere uno con sensore che in uscita mi da un segnale analogico di 0-5 Volt

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20151214_220424.jpg



e si parte....




---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 14/12/2015 22:21:14

Il giocattolino ha come uscita 3 cavi di cui 2 per l'alimentazione in dc 9-24 V e l'altro come segnale di uscita in volt.

Decido così di provare ad utilizzarlo come strumento per l'avvio assistito del mio generatore ed interfacciandolo con una board arduino decido di utilizzarlo per visualizzare dati importanti come velocità del vento in metri al secondo e chilometri orari.

All'interno del codice metto le funzioni per il calcolo della potenza disponibile dell'aria relativa alla velocità istantanea in funzione dell'area delle pale del generatore.
Nel mio caso un diametro di 2,2 metri.
Funzioni per ora implementate:

Velocità in m/s
velocità in km/h
potenza vento per generatore 2,2 metri
potenza effettiva limite betz
"potenza erogata dal generatore"

L'ultima voce è da verificare con la strumentazione di un wattmetro in modo tale da calcolare il rendimento globale (alternatore + aerodinamica) del generatore.
Poi con il tempo arriverò anche al datalogger

alcune prove fatte al tavolino

velocità

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20151210_222033.jpg



potenza vento

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20151210_222707.jpg



potenza limite betz

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20151210_222118.jpg



potenza generatore (in sciopero )

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20151210_222130.jpg



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 14/12/2015 22:23:21

Dimenticavo il codice


 //Realizzato da Righetz
// e condiviso  http://www.energialternativa.info
//
//
//
//ATTENZIONE:
//
//CC BY-NC-SA 4.0
//Uso non commerciale, modificabile, con obbligo di condivisione-
//http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.it
//
//
//**********************************************************
//PREFERENZE DI DEFAULT
//**********************************************************
unsigned long LastCmd;            // valore intervallo pressione pulsanti schield
int inputValue = 0;               // valore letto dai pulsanti sul pin A0 della schield 
int sensor = 0.00;                // valore del sensore anemometro
float windspeed,Kmh;              // variabili per il calcolo velocità del vento
byte pagina=1;                    // scegli la pagina iniziale del menu 
float Soglia_Wind = 1.5;          //Velocita vento espressa in ms minima per la partenza
int raggio = 1.1;                 //raggio rotore in metri
float pigreco = 3.141592;          // pigreco
float Betz_limit = 0.59;           // limite di Betz 59 %
float Pot_Wind,Pot_Betz,Pot_Gen;  // variabili per il calcolo delle potenze
float area;                       // varoabile per il calcolo area generatore
float d=1.3;                        // densità aria al livello del mare in kg*mc
float Rendimento = 0.15;             // rendimento del generatore stimato al 15% da verificare con potenza campionata

//**************NON MODIFICARE*******************************************


#include <LiquidCrystal.h>//Libreria per gestire LCD



//**************ASSEGNAZIONE PIN**********************************
//***DA MODIFICARE CON CAUTELA***
  
int inputPin = A0;                      // pin assegnato agli array dei pulsanti della schield
LiquidCrystal lcd(7, 6, 5, 4, 3, 2);    //ASSEGNAZIONE PIN  LCD Righets www.microbot.it

//*****************************************************************



void setup() {
  lcd.begin(16,2);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("righetz windlog");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}


void loop() {
  Tastiera_LCD();                                 //Interpreta i comandi e visualizza risultati su LCD
  getkey();
  anemometro();
  Potenza_vento();
    
}


void  Tastiera_LCD(){                             //Interpreta i comandi e visualizza risultati su LCD
  if (millis()>LastCmd+180){
    LastCmd=millis();
    if (pagina < 4 && inputValue == 3) pagina++;            //
    if (pagina > 0 && inputValue == 4) pagina--;            //
    if (pagina == 0 && inputValue == 1) Soglia_Wind+=0.1;   //
    if (pagina == 0 && inputValue == 2) Soglia_Wind-=0.1;   //
    if (pagina == 2 && inputValue == 3) Pot_Wind ;          //
    if (pagina == 3 && inputValue == 3) Pot_Betz;           //
    if (pagina == 4 && inputValue == 3) Pot_Gen;            //

  switch (pagina){
  case 0 :
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.clear();
    lcd.print("- Soglia Wind  +      ");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(Soglia_Wind);
    lcd.print(" m/s                  ");  
    break;
  case 1 :
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.clear();
    lcd.print("Vel m/s ");
    lcd.setCursor(10, 0);
    lcd.print(windspeed);
    lcd.print("                      ");
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Vel Km/h ");
    lcd.setCursor(10, 1);
    lcd.print(Kmh);
    lcd.print("                      ");
    break;
  case 2 :
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Potenza Vento      "); 
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Watt:                   ");
    lcd.setCursor(7,1);
    lcd.print(Pot_Wind);
    lcd.print("                      ");   
    break;
   case 3 :
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Potenza Lim Betz      "); 
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Watt:                   ");
    lcd.setCursor(7,1);
    lcd.print(Pot_Betz);
    lcd.print("                      ");
    break;       
  case 4 :
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Pot.  Generatore"); 
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Watt: -<img border=0 src=faccine\icon1.gif width=19 height=19>                   ");
    lcd.setCursor(7,1);
    lcd.print(Pot_Gen);
    lcd.print("                      ");
    break;

  }
}
}

void anemometro() {
    sensor = analogRead(A2);
    float volt = (sensor * (5.0 / 1023));
    windspeed = (volt / 1.60 * 32.40) - 0.30;
    Kmh = windspeed*3.6;
}

void getkey() {
  inputValue = analogRead(inputPin);
  if(inputValue < 100 && inputValue >= 0) inputValue = 1;         //sx
  else if(inputValue < 250 && inputValue > 150) inputValue = 2;   //dx
  else if(inputValue < 470 && inputValue > 370) inputValue = 3;   //su
  else if(inputValue < 670 && inputValue > 570) inputValue = 4;   //giù
  else if(inputValue < 870 && inputValue > 770) inputValue = 5;   //seleziona
  else if(inputValue <= 1023 && inputValue > 950) inputValue = 0; //niente
         
}

void Potenza_vento() {
  area=(pigreco*raggio*raggio);
  Pot_Wind=0.5*area*d*windspeed*windspeed*windspeed;  
  Pot_Betz=Pot_Wind*Betz_limit;
  //Pot_Gen=Pot_Betz*Rendimento;                                  // non ancora implementata work in progress
}




---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

BellaEli

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:3036

Stato:



Inviato il: 14/12/2015 23:18:47

Bell'aggeggino, per alcuni aspetti mi piacerebbe avere il tuo vento...

Qualche domanda:

- Qual'è l'ordine di grandezza del costo ??? 10 ? 50 ? 100 ? 500 ?

- Come mai ad uscita analogica ? Quello precedente, a parte la questione del contatto reed, non era più immune ai disturbi ?

- Questo nuovo modello come si difende dai problemi del precedente ? Come si difende dalle intemperie e dal sole ? Ha i cuscinetti col cappotto esterno ???

Elix



---------------
C'è un limite al fai da te ???
Si, ma lo stabiliamo noi !!!

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 15/12/2015 00:11:56


CITAZIONE

- Come mai ad uscita analogica ? Quello precedente, a parte la questione del contatto reed, non era più immune ai disturbi ?


Quello con il contatto reed era più un giocattolino, alle alte rotazioni il contatto delle lamelle del sensore reed lo rendevano molto impreciso quindi non adatto.

Questo ultimo acquisto l'ho fatto girare con il phon (con aria fredda) ed il risultato è stato molto più lineare e sensibile.

La struttura è in polimero contro il plexiglass del precedente.
Ha una protezione ip65 sia nella meccanica che la parte elettrica/elettronica.
La meccanica non presenta laschi di alcun tipo mentre il primo modello già da nuovo era molto imprecisa negli accoppiamenti delle parti in movimento.

Il costo per entrambi si aggira sui 30/35€ circa. Il primo modello preso in uno store on-line in Italia il secondo preso sempre on-line ma dall'estremo oriente .
Per lo stesso modello Il prezzo di vendita in Italia è quasi il triplo.

CITAZIONE
- Come mai ad uscita analogica ?


Il segnale in uscita dal sensore lo faccio leggere sul pin analogico di arduino quindi per deduzione il segnale è analogico. Su questo non sono un guru.... e lo sappiamo se non altro cerco di sbrogliarmela meglio che posso

Ce ne sono disponibili con altri tipi di sensori che danno segnali in uscita ad impulsi e in corrente, basta far attenzione al momento dell'ordine.
L'unico neo che nessun venditore dichiara il tipo di sensore inserito all'interno giusto per ricercare i vari datasheet in rete e conoscerne le caratteristiche.

Ho scartato l'uscita ad impulsi per evitare di trovarmi lo stesso tipo di problema del precedente.
Ho scartato anche l'uscita in corrente per evitare di bruciare i pin della scheda arduino in caso di eventi estremi.

Quello con l'uscita 0-5 volt lo ritengo più semplice nella gestione al limite come protezione del pin si mette un bel diodo zener da 5,1 volt.

Il fondo scala dei 5 volt corrispondono a 100 ms di vento, nella mia zona il record si è fermato a 43 m/s circa quindi ci sto dentro ai valori limite

100 m/s sono 360 kmh circa hai idea di che potenza si deve gestire?



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 29/12/2015 21:40:34

Piccolo aggiornamento nei difetti dell'anemometro trasparente.
In questo periodo di abbondante umidità e temperature poco sotto allo zero si forma del ghiaccio. Tutto normale ovvio che a -3 si formi del ghiaccio.
Questo si è infiltrato anche sotto il "cupolino" a copertura dell'alberino di rotazione bloccando lo strumento e azzerandone la sua funzione principale



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

Roero

Avatar
PetaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:10293

Stato:



Inviato il: 30/12/2015 16:46:10

Sei un genietto Righetz, ma onestamente preferirei non produrre corrente e non avere il vento..........mi disturba, i pochi giorni che qui abbiamo vento mi crea dei problemi, il primo è il mal di testa, sarò allergico?



---------------
Correttezza, lealtà e sempre a testa alta.

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 30/12/2015 19:55:16

è questione di abitudine... poi tra l'altro se fatto bene fa meno rumore del vento stesso .
Tieni presente che un'auto che passa a 90 kmh fa molto più rumore.



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

AlexB
milliWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:12

Stato:



Inviato il: 03/01/2016 11:54:04

Ciao mi servirebbe un anemometro a prezzi "umani" potresti dirmi dove hai comprato il tuo ?
Grazieee!

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 03/01/2016 12:08:17

Questa mattina ho fatto l'improvvisata... Eolo non avvisa mai quando si presenta e fare una prova alle 2:30 del mattino non mi garbava molto.

Quattro cavi volanti e ho imbastito il collegamento dell'anemometro con arduino. Prove fatte in modo moooolto promiscuo quindi anche poco veritiere.

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20160103_110442.jpg



tutti i rilevamenti sono fatti a terra quindi falsati ma era solo giusto per avere un metro di misura per cercare di calcolare il rendimento del generatore.

La potenza del vento è quella teorica disponibile
la potenza del limite di Betz è il 59% della potenza del vento che diventa il nostro 100% massimo raggiungibile (traguardo da fantascienza).
La potenza del generatore rilevata dal wattmetro che sta nel sottoscala è l'effettiva potenza archiviata negli accumulatori.

E' stato un bel via e vai......Faccine/bicycle.gif

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20160103_110407.jpg



http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20160103_110453.jpg



http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/G/IMG_20160103_110503.jpg



I dati che ho rilevato nei vari tentativi i più corretti sembrano essere questi:

Pot.limite Betz 74 Watt rilevata dal wattmetro Pot Gen 14 Watt
Pot limite Betz 120 Watt rilevata dal wattmetro Pot Gen.20 Watt

Nel primo caso il rendimento globale Alternatore + aerodinamica si attesta a circa 18%

Nel secondo caso si attesta a circa 16%.

Ripeto sono risultati non affidabili in quanto tutto assemblato in modo promiscuo e gli errori di lettura sono molto grossolani.

Solo quando tutto sarà installato correttamente e nella sua posizione ideale appena sotto al generatore e cablato il tutto si potranno avere dati più precisi.
Sapete com'è.... la curiosità era tanta



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 03/01/2016 12:09:34

CITAZIONE (AlexB, 03/01/2016 12:08:17 ) Discussione.php?213280&1#MSG8

Ciao mi servirebbe un anemometro a prezzi "umani" potresti dirmi dove hai comprato il tuo ?
Grazieee!


Questo l'ho preso su di un negozio cinese via internet LINK

Occhio che la formula per il calcolo della velocità del vento indicata nel sito non è corretta.

Una volta alimentato il sensore con la tensione desiderata, nel mio caso 15 Volt, il sensore restituisce un valore di 0,30 volt da togliere e la formula corretta è questa:
void anemometro() {
    sensor = analogRead(A2);
    float volt = (sensor * (5.0 / 1023));
    windspeed = (volt / 1.60 * 32.40) - 0.30;
    Kmh = windspeed*3.6;


devo dire che questo errore mi ha fatto lambiccare parecchio. Non tutti gli anemometri sono uguali, attento a non ordinare quello con uscita in corrente



Modificato da righetz - 03/01/2016, 12:21:40


---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

LuNicoluzzo
milliWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:6

Stato:



Inviato il: 18/01/2019 19:21:59

CITAZIONE (righetz, 03/01/2016 12:09:34 ) Discussione.php?213280&1#MSG10

CITAZIONE (AlexB, 03/01/2016 12:08:17 ) Discussione.php?213280&1#MSG8
Ciao mi servirebbe un anemometro a prezzi "umani" potresti dirmi dove hai comprato il tuo ?
Grazieee!


Questo l'ho preso su di un negozio cinese via internet LINK

Occhio che la formula per il calcolo della velocità del vento indicata nel sito non è corretta.

Una volta alimentato il sensore con la tensione desiderata, nel mio caso 15 Volt, il sensore restituisce un valore di 0,30 volt da togliere e la formula corretta è questa:
void anemometro() {
    sensor = analogRead(A2);
    float volt = (sensor * (5.0 / 1023));
    windspeed = (volt / 1.60 * 32.40) - 0.30;
    Kmh = windspeed*3.6;


devo dire che questo errore mi ha fatto lambiccare parecchio. Non tutti gli anemometri sono uguali, attento a non ordinare quello con uscita in corrente


Ciao righetz!

Volevo chiederti una cosa: da cosa dipende il valore 1.60 nella riga del codice?

Grazie in anticipo!

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 18/01/2019 21:53:02

Quel valore credo sia riferito alla velocità minima del vento che può rilevare.
Se segui il link arrivi alla pagina del venditore dove mette a disposizione le caratteristiche tecniche.
Hanno messo anche la formuletta per il calcolo della velocità del vento

Ho osservato che al modello del link tolgono un valore di 0,4 volt rispetto allo 0,3 volt che ho rilevato nel mio anemometro.
All'epoca dell'acquisto quel parametro non era indicato.... probabilmente leggono anche loro il nostro forum



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 

LuNicoluzzo
milliWatt


Gruppo:Utente
Messaggi:6

Stato:



Inviato il: 19/01/2019 00:41:48

CITAZIONE (righetz, 18/01/2019 21:53:02 ) Discussione.php?213280&1#MSG12

Quel valore credo sia riferito alla velocità minima del vento che può rilevare.
Se segui il link arrivi alla pagina del venditore dove mette a disposizione le caratteristiche tecniche.
Hanno messo anche la formuletta per il calcolo della velocità del vento

Ho osservato che al modello del link tolgono un valore di 0,4 volt rispetto allo 0,3 volt che ho rilevato nel mio anemometro.
All'epoca dell'acquisto quel parametro non era indicato.... probabilmente leggono anche loro il nostro forum

mmm...

e se fosse riferito a qualche dimensione dell'anemometro? Che so, raggio o qualcos'altro?

Perché il range va da 0 a 32.4 m/s. Pertanto capisco il 32.4 nella moltiplicazione... ma questo 1.60 rimane una incognita

 

righetz

Avatar
GigaWatt


Gruppo:MODERATORE
Messaggi:4225

Stato:



Inviato il: 19/01/2019 09:06:41

Purtroppo non danno altre specifiche.
Lo strumento lavora in voltaggio e nella misurazione nei valori bassi si deve considerare la lunghezza del cavo di collegamento con la sua resistenza in ohm che crea una caduta di tensione. Probabilmente sotto un valore di 1,6 il voltaggio rilevato è troppo basso per avere un rilevamento dei dati corretto.



---------------
Chi non si indebita fa la rabbia degli usurai

 
 InizioPagina
 

Versione Mobile!

Home page       TOP100-SOLAR      Home page forum