Bouw je eigen anemometer – betaalbare windsnelheidssensor voor projecten

Onderdelen en benodigdheden

Over dit project

Overzicht

Een anemometer of windsnelheidsmeter is een standaardinstrument in een weerstation. Tijdens een IoT-project met studenten bleek een commerciele windsnelheidssensor zo'n $80 te kosten – te duur voor een studentenproject. Daarom bouwde ik een eigen, goedkope versie.

Principe: Een DC-motor zet elektrische energie om in mechanische energie. Een DC-generator doet het omgekeerde: mechanische energie (wind) genereert elektriciteit. Als we wind de motor laten draaien, produceren we een spanning die we met een Arduino kunnen meten en omrekenen naar windsnelheid.

Proof of concept

Ik haalde een DC-motor uit een RC-auto, Verbindde een LED met de motortekenen en draaide de as met de hand – de LED brandde! Vervolgens verbond ik de pluskant van de motor met analoge ingang A0 van de Arduino en de min met ground.

Eindontwerp

Voor de windvangers gebruikte ik vier identieke plastic lepels. Twee aan twee geplakt en dwars op elkaar gemonteerd op de motoras. De constructie monteerde ik op een lange potlood en een potloodhouder. De Arduino werd op de voet gemonteerd, met een LED op PWM-pin 9 die oplicht bij wind.

Arduino-code

int ledPin = 9;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A0);
  // Map 0-1023 naar discrete waarden 0-50-100...250 voor LED
  analogWrite(ledPin, sensorValue * (51.0 / 1023.0) * 50);
  if (sensorValue > 0) {
    Serial.println(sensorValue);
    Serial.print(" ");
  }
}

De seriële plotter toont nu de windsnelheid in realtime.

Verbeterpunten

• Een 5V-motor vereist sterke wind. Gebruik een kleinere, lichtere motor (bijv. drone-motor) met permanente magneten.
• Een lage RPM-motor levert hogere spanning bij lage toer. Alternatief: tandwielen gebruiken om de motor sneller te laten draaien bij lage windsnelheid.
• Een 3V-motor is veiliger: de maximale spanning blijft onder 5V, dus geen risico op schade aan de Arduino.

Schema

Zie het Fritzing-bestand windspeed_vjCOz66xkI.fzz in de projectbestanden.