風が吹いている限りエネルギーを自給できる「ヨット型ドローン」の開発奮闘記です

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ヨット型ドローン開発奮闘記

超音波式の風向風速計を作ろう④

ヨットの画像

前回までの流れ

ヨット上での風向風速を取得したいのですが、しっかりした風向風速計は20~30万円相当となかなか効果です。秋月電子などで4~500円ほどで手に入る超音波センサを使って自作しようとしてきました。

超音波距離センサ HC-SR04  http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-11009/

ですが、現在使用しているArduino Megaの特性とヨット自体のサイズ、それと取得しようとしている風速の精度にミスマッチ感があったのです。

Arduino Megaのクロック周波数は16MHz。
この仕様だと検出精度は4usみたい。
風速(340m/secとして)の1m/secを検出するには、

L/340 – L/341 = 4×10^6

になる超音波送受信機の距離Lが必要になる、ということですかね。
計算すると、約46cmになりました。
1msの違いが分かれば!と14cm程度の距離間隔で送受信機をクロスに配置して失敗しておりました。

これが前回まで。

今回の方針

今回は超音波送受信機は1組にしました。架台が大きくなるため、クロスにすると風の抵抗が大きくなります。1組で風軸に向いていれば多少抵抗を抑えられるかな、と。また、この軸の風速しか得られませんが、別途ポテンショメータで風向を得られるようにして組み合わせて乗り切りれるのではないでしょうか。

ひとまずのまとめ

・微風時の風速を測定するため、超音波センサを使って風速計を作りたかった。
・風向も変化するため、同時に風向も得る必要があった。
・現状の試作機のサイズに対して超音波センサの送受信機間の距離が大きいので、構成を考え直した。
・試験結果に風速・風向データも並べられることで、風速とセイル角度との関係を見ていきたい。

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