Weather Station Print
Written by Maxime   
Monday, 02 August 2004 17:58

Station météo

Brew your own weather station

 

Réalisée par mes enfants, voici un début de station météorologique comprenant deux éléments essentiels pour la survie des antennes : un anémomètre, et une girouette.

Description

Le livre "Copain des Bois" paru aux éditions Milan, est une bonne source d'inspiration pour construire la girouette.

Pour l'anémomètre, "construire ses capteurs météo" paru aux éditions ETSF en est une autre.L'anémomètre est fabriqué en deux parties : le capteur, placé à l'extérieur, en plein vent, et le circuit d'affichage placé à l'intérieur, dans la maison.

Le vent fait tourner un codeur optique incrémental récupéré sur un robot industriel. Ce capteur sort des signaux carrés à fréquence variable. Il suffit de mesurer cette fréquence, pour retrouver la vitesse du vent.

Le codeur est entrainé par une hélice constituée de demie balles de ping-pong fixées sur l'axe du codeur avec des baguettes de soudure cupro-nickel : une roue de "mécano", récupérée dans une vieille malle à jouets, assure la liaison baguettes/codeur.

Le système d'affichage est réalisé avec 3 afficheurs 7 segments gérés par un tandem CA 3161 / CA 3162 (voltmètre à circuits intégrés). Il faut donc convertir les signaux carrés à fréquence variable en tension variable : quelques portes NOR (HEF 4001) sont utilisées pour la remise en forme et la calibration du signal.

Réalisation de l'anémomètre

Making an anemometer

L'anémomètre : voici son schéma de principe :

Le connecteur SL2 reçoit du 12 V continu (alim ou batterie séparée). Le codeur optique du capteur est un modèle 24 V courant continu, mais il fonctionne déjà très bien sous 12V. Un 7805 produit le 5V nécessaire au circuit.

Le connecteur SL1 alimente le codeur en 12 V (broches 1 et 3) et reçoit des signaux carrés à fréquence variable en retour (broche 2).

Les signaux carrés sont inversés par une première porte NOR montée en inverseur. Les deux autres portes suivantes sont montées en monostable : elles recréent un créneau de 5V à chaque réception d'un front montant (broche 5 du 4001 ). Les signaux sont ensuite intégrés par C3, prélevés par un pont diviseur R14, R15, et réintégrés par C4, pour produire une tension variable proportionnelle au nombre de créneaux comptés par seconde. La capa C3 est vidée en permanence par R4 en parallèle avec R14/R15, sinon l'afficheur ne donnerait qu'une valeur maximale...

La tension variable est lue par la broche 11 du CA3162. Elle devra toujours être inférieure à 1V. Le zéro à l'affichage en absence de vent est réglé une fois pour toute par un potentiomètre 10 tours R12. Le gain d'amplification sera réglé par un potentiomètre R13 de 20 tours d'une manière un peu sportive.....

Pour étalonner cet anémomètre, nous avons maintenu le capteur au dessus d'une voiture roulant sur une route de campagne déserte. L'électronique était alimentée par la prise de l'allume cigare, nous avons effectué des paliers à 10, puis 20, et 30 km/h le temps nécessaire au réglage du potentiomètre de gain. Il était impossible de rouler plus vite, le capteur nous aurait échappé des mains par la force du vent. Nous avons affiné le réglage, une fois l'ensemble en place, un jour ou la météo de l'aérodrome voisin annonçait un vent régulier de 25 km/h avec des rafales à 70 km/h.

Ci-après, photos du capteur de l'anémomètre vu de dessous, du codeur optique, et du boitier d'affichage en bois.

L'intérieur du boitier :

Et pour finir, le schéma officiel d'un afficheur à CA3161 / CA3162 :

Réalisation de la girouette

Making a weathercock

La girouette

La flèche est découpée dans une plaque d'aluminium de 0.3 mm selon des dimensions ci-dessous:

 

Last Updated on Tuesday, 23 April 2013 09:29