Construye tu propio anemómetro: sensor de velocidad del viento económico para proyectos

Componentes y suministros

Motor DC (genérico)	×	1
LED (genérico)	×	1
Arduino UNO	×	1

Sobre este proyecto

Resumen

Un anemómetro o dispositivo de medición de velocidad del viento es un instrumento común en estaciones meteorológicas.

Hace poco, discutía un proyecto IoT con un grupo de estudiantes talentosos. En la lista de sensores teníamos un sensor de velocidad del viento, pero su costo en línea rondaba los 80 dólares. Demasiado para un proyecto universitario. Así que en el documento no especificamos qué sensor comprar, sino que escribí «Personalizado».

Y aquí está mi Anemómetro Personalizado 🙂 Se basa en un principio simple que usé por primera vez en 7º curso para construir un generador a partir de un motor DC.

Necesito capturar la energía del viento para girar mi motor DC y que genere electricidad, que podré leer con un Arduino, escalar y utilizar.

Tomé un coche RC de mi hijo para obtener un motor DC y conecté un LED a los dos cables del motor. Al girar el eje del motor, ¡el LED se enciende!

Luego conecté el pin positivo del motor DC al puerto analógico A0 del Arduino y la masa del motor a la masa del Arduino.

Con esta prueba de concepto básica, empecé a trabajar en el producto final. Las siguientes imágenes capturan varias etapas.

Tomé 4 cucharas de plástico idénticas de mi esposa y pegué dos juntas. Luego pegué estas cucharas gemelas perpendicularmente entre sí en los dos extremos del eje del motor. Esto formó el conjunto central de mi anemómetro.

Después, monté este conjunto en un lápiz largo y lo fijé en un portalápices pequeño. Hice arreglos para montar mi placa Arduino en este soporte. También añadí un LED en el pin PWM 9 del Arduino para que se encienda cuando gire el viento.

Escribí el siguiente código de Arduino para leer datos analógicos desde A0 y representarlos gráficamente. Imprimí el valor del sensor en la consola serial y lancé el plotter gráfico de Arduino para ver los resultados.

Código Arduino

int ledPin = 9; 
void setup() { 
  Serial.begin(9600); 
} 
void loop() { 
  int sensorValue = analogRead(A0); 
  // Mapear 0-1023 a valores discretos 0-50-100...250 para el LED
  analogWrite(ledPin, sensorValue * (51.0 / 1023.0) * 50); 
  if(sensorValue > 0){ 
    Serial.println(sensorValue); 
    Serial.print(" "); 
  } 
}

¡Y aquí está el resultado final!

Pero no termina aquí. Algunas consideraciones adicionales:

• Dado que un motor de 5 V usa imanes potentes, requiere viento más fuerte para moverse. Es mejor usar un motor más pequeño y ligero, como el de un dron, que tenga imanes permanentes.
• Un motor de bajo RPM generaría mayor voltaje a bajas velocidades de giro, lo cual es deseable. Sin embargo, usando engranajes más grandes en el eje del ventilador que impulse el eje del motor, podemos hacer que el motor DC gire más rápido a bajas velocidades de viento.
• Un motor DC de bajo voltaje, como uno de 3 V, sería más seguro, ya que el voltaje máximo producido no alcanzaría los 5 V a su velocidad máxima y no dañaría la placa Arduino.

Código

Anemometer Arduino

Este código lee datos de velocidad del viento en el puerto analógico 0 y enciende un LED.

int ledPin = 9; 
void setup() { 
  Serial.begin(9600); 
} 
void loop() { 
  int sensorValue = analogRead(A0); 
  // Mapear 0-1023 a valores discretos 0-50-100...250 para el LED
  analogWrite(ledPin, sensorValue * (51.0 / 1023.0) * 50); 
  if(sensorValue > 0){ 
    Serial.println(sensorValue); 
    Serial.print(" "); 
  } 
}

Esquemáticos

windspeed_vjCOz66xkI.fzz