Gabriele Fantechi. COSTRUZIONE DI UN ANEMOMETRO ( a costo zero)

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1 Gabriele Fantechi COSTRUZIONE DI UN ANEMOMETRO ( a costo zero)

2 Il primo blocco è costituito da un sensore recuperato da uno scanner (aveva la funzione di sensore di finecorsa): una coppia composta da led infrarosso + fototransistor (è, in sintesi, un transistore che entra in conduzione quando colpito da raggi luminosi ad una determinata lunghezza d onda). Il raggio luminoso attraversa l aria e può essere fisicamente interrotto da un elemento esterno, in questo caso un aletta metallica solidale all asse di rotazione della girante anemometrica. Il componente ha 4 piedini (anodo e catodo del led, emettitore e collettore del foto-transistore) ma ho voluto recuperare, per semplicità, la basetta su cui era montato, con relative piste. In questa configurazione risultavano collegati tra loro emettitore e catodo. Il segnale preso sul collettore del fototransistore risulta quindi alto quando il raggio luminoso è interrotto mentre basso quando il foto-transistore è in conduzione. Con delle alette strette come quelle in foto si otterrebbe un segnale con duty cycle sicuramente minore di 0,5. Per semplificare la conversione frequenzatensione attraverso il blocco successivo, che rileva il fronte di discesa di un onda quadra con d.c. prossimo a 1, è necessario invertire il segnale con un inverter a transistor (nella foto è lo stadio più a destra). 2

3 Quindi è necessario convertire il segnale in un livello continuo di tensione. Un multivibratore monostabile (realizzato con 555) genera un onda quadra con d.c. variabile, dipendente dalla frequenza del segnale in ingresso. In particolare l uscita avrà un T h (intervallo di tempo in cui il segnale rimane alto) fisso, pari a 1,1**C1, mentre la frequenza di ripetizione di questi impulsi dipende dal segnale in ingresso. Si ottiene un segnale che ha il valor medio proporzionale alla frequenza del segnale in ingresso. Basta filtrare passabasso per ottenere un segnale continuo. Per ridurre ulteriormente il ripple ho utilizzato due filtri RC in cascata, separati da un inseguitore di tensione realizzato con un amplificatore operazionale (stadio centrale nella foto). Da notare che l uso di un operazionale mi ha costretto ad aggiungere un blocco per la generazione della tensione negativa di cui l operazionale stesso necessita. (stadio a sinistra nella foto). Il segnale continuo viene quindi prelevato dal convertitore per barra a led il cui schema è riportato esattamente come si trova sul datasheet. Questa è l unica parte di circuito che si trova nel monitor, tutte le altre invece sono inserite direttamente nell unità di rilevazione esterna. 3

4 Il sistema è inoltre munito di segnavento costituito da una banderuola che muove un contatto strisciante: questo chiude uno degli 8 interruttori (in realtà settori di un disco) corrispondenti alle direzioni del vento. Si tratta di un commutatore rotativo a 8 posizioni. Il contatto strisciante introduce un po di attrito, falsando la rilevazione con venti inferiori a 3 o 4 m/s ma è un inconveniente che non disturba troppo e in parte si ritrova anche su sistemi professionali. Il disco diviso in settori è realizzato incidendo una basetta di rame per circuiti stampati. Il monitor è alimentato da 12Vdc mentre l unità di rilevazione è alimentata direttamente dal monitor (in modo da non dover collocare alimentatori all aperto). L unità di rilevazione e il monitor sono connessi da un cavo piatto a 11 poli: (+12V, 0V, 8 fili per la direzione, 1 per il segnale 0/5V dell anemometro). Di seguito la tabella con i valori di tutti i componenti utilizzati. Convertitore frequenza-tensione R3 C1 C2 C3 Generatore tensione duale C1 C3 C4 D1 D2 Adattamento sensore R3 R4 Potenziometro logaritmico 47KΩ 10KΩ 10kΩ 10uF 100uF 100uF 3,3KΩ 22KΩ 10nF poliestere 47uF elettrolitico 47uF elettrolitico 1N4148 1N KΩ Tutte le resistenze sono da 1/4W 4

5 L unità di rilevazione è stata chiusa in una scatola di PVC autoprodotta con un pannello di PVC bianco. Il sistema è isolato per quanto possibile dalle infiltrazioni d acqua. Di seguito qualche altra fotografia del pannello e del sistema montato e funzionante. Retro del monitor con LM3914 Monitor senza serigrafia Monitor in esercizio Unità esterna in esercizio Disclaimer - Note legali Queste sono pagine di elettronica amatoriale e non soggetto a revisione o aggiornamento periodico da parte dell'autore. Il materiale contenuto e' frutto, in parte dell'immaginazione dell'autore, ed in parte di materiale trovato in rete o su libri e riviste del settore. In ogni caso tutti i sistemi presentati sono liberi, nel senso che potete copiarli e diffonderli ma non e' consentito lo sfruttamento commerciale di quanto pubblicato. L'unico scopo del sito e' quello di condividere alcune esperienze con altri appassionati di elettronica e di computer. Sebbene i circuiti ed i progetti di questo sito siano stati realizzati con il massimo dell'impegno e della diligenza, in modo che essi possano funzionare in maniera corretta e sicura, l'autore non si assume nessuna responsabilita', implicita od esplicita, per qualsiasi guasto, incluso errori di progettazione, o danno alle cose o alle persone, derivanti dalla realizzazione dei progetti e dei circuiti pubblicati. 5