Costruzione logger velocità vento

[sonico]

Si, grazie S&W, ho ricevuto, no, meglio non usare quello aziendale, caso mai ti mando il mio personale.
Grazie!


Per 15: ho trovato un chippetto che fa al caso mio, contiene un sensore magnetico tridimensionale, ci studio un po' su e poi magari posto qui.

[IlSignor15Magneti]

Per 15: ho trovato un chippetto che fa al caso mio, contiene un sensore magnetico tridimensionale, ci studio un po' su e poi magari posto qui.

Dell'AustriaMicroSystems?

Ok
X15

due strumenti separati o quantomeno su livelli sfalsati.
Da quel poco che sò io sarebbe la sistemazione ideale.

Ok, era proprio quello che pensavo, due strumenti sfalsati. Grazie

utilizzando un levitatore magnetico ?
Se puoi vorrei saperne di +.

guarda qui cosa intendo:http://www.core.org.cn/NR/rdonlyres/..._suspended.jpg

[SunAndWind]

OK
X15
Ti rigrazio ma la domanda la intendevo in modo diverso.
Mi domandavo come una "ago" bussola
poteva essere osservato dentro un levitatore magnetico.

X Sonico
Tridimensionale ??
"Ma Belìn !!"
Il sensore non lo piazzi meccanicamente in un punto fisso dello spazio ??
E la misura non la fai nel tubo di flusso (ideale)
che hai in quella posizione.
Ciao
Un Neandertal.
p.s
"Ma Belìn !!" è un termine usato per la sorpresa.
non pensate male.

[sonico]

Si, tridimensionale, non è colpa mia se lo fanno così!
C'e' un bel progettino su una rivista americana alla quale sono abbonato, un sistema di navigazione per modelli radiocomandati, hanno usato tre accelerometri, tre giroscopi piezoelettrici e, appunto, il magnetometro tridimensionale.

Poi, nessuno ti vieta di usare solo due dei tre assi, ma devo ancora leggere bene l'articolo.

[SunAndWind]

Ok
Io tutto il pomeriggio ho torturato Gauss e Maxwell e mi hanno giurato che non ne sapevano
niente di 3 dimensioni del campo ( In verita Maxwell mi diceva che al massimo 2 dimensioni
coesistevano contemporaneamente (campo elettrico et magnetico).
Forse qui nel terzo millenio chi sa ??

Well
Ti dispiacerebbe indicarmi il nome della rivista ?

scrivi
un sistema di navigazione per modelli radiocomandati.

Ora andiamo sul faceto.
Un amico ha elicottero (tira su 15Kg) montata telecamera a bordo, gps, etc..
Con due occhiali (Lcd) vede ripresa diretta e muovendo la testa governa la posizione della telecamera.
Per il resto un paio joystick e TX appropriato.
Sto pensando di costruirmi un disturbatore e mettergli in crash il sistema.

Torniamo a noi (anemometro)
Non ho capito cosa interpoli con una parabola ? e soprotutto perchè una parabola.
Forse pensando che la velocità del vento presa in quel punto ha quella forma ?
Quella forma valida per i fluidi è valida anche per...
(Teoria e pio esperiena provata nel tunnel)
Certo che si!!

Ravviva questo forun.
Ciao

By
Un Neandertal.

[sonico]

Si, la rivista si chiama "Circuit Cellar", la scarichi in formato pdf e l'abbonamento annuale costa veramente poco.

Ti allego lo schemino del magnetometro.

La parabola: intendevo tutt'altro, guarda il secondo allegato. Quel segnale è la correlazione tra l'impulso ricevuto e l'impuso campione. Devi andare a determinare l'istante esatto del picco. Ma quella funzione è definita su tempo discreto (istanti di campionamento), quindi la risoluzione con cui determini il massimo è + o - T, con T=1/Fc.
Per avere più precisione, si può approssimare quell'arco di sinusoide con un arco di parabola e determinare la posizione esatta del vertice con una semplice interpolazione. Ovviamente è un metodo approssimato (non è una parabola, ma una sorta di sinusoide) tuttavia l'errore che si commette è molto piccolo.
Si può anche andare a prendere anzichè il massimo, i passaggi per lo zero, prima e dopo il picco. In quel caso, userai una interpolazione lineare e farai la media dei due tempi.
La precisione che ottieni con questo metodo è pari o superiore a quella che otterresti con un comparatore hardware che determina gli zero-crossing. Si dimostra (ve lo risparmio, anche perchè sinceramente, non ho capito bene tutti i passaggi della dimostrazione) che la precisione non dipende dalla freq. di campionamento ma è funzione esclusivamente della banda passante del segnale.

[SunAndWind]

Ok
X Sonico
Tra una parabola e altra come vedi mi sono perso.
Ti ringrazio per rivista e per il magnetometro.

Scrivi
Che la precisione non dipende dalla freq. di campionamento ma è funzione esclusivamente della banda passante del segnale.
R
Visto quella che funzione è definita su tempo discreto mi sembra (intuitivamente) ovvio che la "precisione" dipenda dalla banda del segnale.
A meno che campionando (cio impossibile) tu riesca a rientrare nel dominio "del continuo".

Faceto
Scrivi
Quel segnale è la correlazione tra l'impulso ricevuto e l'impuso campione.
Aiutaci a capire a cosa è la "correlazione".
Sopratutto dal punto di vista fisico.

il "kernel" che utilizzi è impuso in TX ?

Ciao
Un Neandertal.

[SunAndWind]

OK
X15

faceto.
La natura ha paura del vuoto.( Resto aggiunto..)
Non è di "anonimo" ma di Cartesio.
"Natura abborret a vacuo"
Voleva spiegare alcuni fenomeni naturali, come l'impossibilità
di ottenere il vuoto assoluto, l' innalzarsi del h2o in un tubo
producendo la rareficazione dell aria soprastante etc..

Aquila non capit muscas.

ciao.

Un Neandertal.

[IlSignor15Magneti]

La mia versione "satirica" è di un anonimo, parziale citazione di cartesio

[SunAndWind]

Ok
Discordo con "e lo riempie di cavolate" (anonimo).
in questo 3d (in quanto dagli sviluppi dell'interazione tra gli utenti è possibile cogliere il processo di condivisione e costruzione della conoscenza)
"Da Wikipedia"
Sembra recitare "Fatti non foste a viver come bruti, ma per seguire virtute e canoscenza.
Altri tempi non credi tu toscano ??

Lor signori si sono dimessi.
forse l'anonimo aveva ragione ??
Dove sono finiti il Davide e Sonico ??
Forse risucchiati nei loro Wind Tunnel ??
O forse farfugliavano ??
Vero è che il sapre da potere ma fino a questo punto ??

Well
Se vuoi combiare il tuo anemometro in qualcosa di + tecnologico (ex. ultrasuoni) piena collaborazione.

Se vuio incerttare la velocità delle rondini che volano (spero ancora) sopra la tua casa .. come sopra.

Se hai problemi nel dominio della frequenza come sopra..

Piuttosto
Come prosegue il tuo lavoro ?
Spero bene e che tu ne sia soddisfatto.

Me povero ho avuto quache problema sulla formattazione dell SD (ora Ok).

By
Un Neandertal.

[IlSignor15Magneti]

Per ora nulla di nuovo, sto costruendo la parte meccanica dell'anemometro nuovo (con indicazione della direzione del vento). La parte elettronica è ultimata. L'ultima versione supporta.

-Indicazione direzione media vettoriale del vento
-Deviazione standard nell'intervallo di campionamento
-Minimo nell'intervallo di campionamento
-Transfer function nella forma Y=K * X + G (G = vento di spunto)
-Altre piccole modifiche a correzioni.

[SunAndWind]

OK
x 15

Indicazione direzione media vettoriale del vento.
Occhio direzione o verso ??

-Deviazione standard nell'intervallo di campionamento
Deviazione standard ??

-Minimo nell'intervallo di campionamento
Minimo di cosa??

-Transfer function nella forma Y=K * X + G (G = vento di spunto)
Transfer function ??
Scusa ma cosa sono K e X ??

Aiutami a capire.

By
Un Neandertal.

[IlSignor15Magneti]

OK
x 15

Indicazione direzione media vettoriale del vento.
Occhio direzione o verso ??

Allora, ricapitolando:

Il sensore di direzione mi restituisce un angolo. Tramite le funzioni SIN e COS (16Bit 0,1°) mi calcolo X e Y (modulo = 1), moltiplico x la velocità, accumulo e faccio la media infine, poi con ATAN2 mi ricavo nuovamente l'angolo (medio vettoriale)

-Deviazione standard nell'intervallo di campionamento
Deviazione standard ??

Si, nell'intervallo di tempo in cui calcolo la media (tra due punti). Standard deviation - Wikipedia, the free encyclopedia
è fatta in corsa, leggi su wikipedia

-Minimo nell'intervallo di campionamento
Minimo di cosa??

Del vento magari?

-Transfer function nella forma Y=K * X + G (G = vento di spunto)
Transfer function ??
Scusa ma cosa sono K e X ??

La transfer function è quella che ti da la velocità del vento a partire dalla risposta del tuo trasduttore (impulsi, voltaggio etc)

fino ad ora utilizzavo la transfer function Y = K * X
dove K è la costante di calibrazione e X la risposta del trasduttore.


Buona serata

[SunAndWind]

OK
x15
Ora ci siamo, grazie.

x Sonico
IMASONIC

by
Un Neandertal.

[sonico]

Grazie S&W, ho ordinato le sonde francesi! :-)

[IlSignor15Magneti]

A breve avro completato il secondo sensore (velocità più direzione). Il primo da 256 impulsi per singola rotazione, il secondo un segnale PWM a 980Hz 0-5V (0-360°) con risoluzione 10 Bit. I sensori solo posti a altezze differenti su due bracci di PVC uniti da un singolo braccio orizzontale. Manca l'impermeabilizzazione e la verniciatura. A breve posterò le foto.

[IlSignor15Magneti]

Come promesso ecco l'aggiornamento.

Velocità e direzione. Mancano solo gli ultimiritocchi e poi è finito

[IlSignor15Magneti]

Altri piccoli aggiornamenti e correzioni.
1) Tenendo premuto il tasto 3/mode per 2 secondi in modalita "programma campionamento" si torna alla schermata principale (scorciatoia per uscire)
2) Aggiunto un prescaler software che divide per un numero da 1 a 5 gli impulsi prodotti dall'anemometro qualora siano parecchi (per ogni rotazione completa. Ovvero se la transfer function è ad es Y(m/s) = 0.0039*x(Hz) + 0.9(m/s) , settando il divisore si 2 si potra scrivere :Y(m/s) = 0.0078*x(Hz) + 0.9(m/s). Il vantaggio? Se gli impulsi sono tanti la pendenza deve essere bassa ma si avra una risoluzione nella pendenza minore, il divisore serve per evitare questa spiacevole situazione.
3) la transfer function si inserisce proprio come l'equazione di una retta, rendendo semplice il collegamento di un anemometro per la quale è indicata la transfer function.

Direi che a questo punto lo sviluppo è terminato, per poter cambiare qualcosa bisogna cambiare PIC (più porte) ma, a mio parere, è gia abbastanza completo cosi..

Grossa pecca.. il consumo.... lo so, ma è inevitabile, non posso mandare in sleep il microcontrollore perche serve che sia "sveglio" per i calcoli statistici come minimo, massimo e deviazione standard oltre che la media vettoriale della direzione del vento... calcoli che vengono iterati ogni mezzo secondo; inoltre c'è l'interfaccia accattivante e flessibile e la retroilluminazione sotto controllo software, i file direttamente leggibili da excel, dato che è presente un file system vero (FAT16)...che volete di più?... l'uso di un pannello solare è inevitabile...

E' stata una esperienza divertente e molto istruttiva, oltre ad avermi permesso di trovarmi tra le mani uno strumento per il quale l'assistenza sarà sempre presente 24 all'anno 356g all'anno ;-) e sul quale so di potermi fidare (a meno di vandali, unni, cartaginesi o altri barbari oppositori alle energie alternative :-) )

[IlSignor15Magneti]

Ultimissima modifica, aggiunta di uno step down da 11-13V a 7.5V per alimenare il circuito (da 7.5V->5V ci pensa il regolatore). La scelta di non convertire 11-13V direttamente a 5V è dettata da due necessità:
1) Garantire che, qualora il circuito avesse un malfunzionamento (corto circuito del finale di potenza) evitare che la tensione d'ingresso (11-13V) arrivi direttamente ai capi del circuito (e quindi del PIC e dell'LCD) distruggendo tutta la delicata componentistica. La presenza di un regolatore a valle LM7805 che trasforma 7.5V in 5V, permette la protezione del circuito (dal momento che l'LM7805 accetta in ingresso tensioni superiori a 18V). Quindi anche nel caso il circuito passi direttamente 11-13 volt al logger, la tensione verrà comunque trasformata a 5V

2) Garantire una tensione pulita, senza oscillazioni di sorta, che potrebbero disturbare il trasferimento dati e il calcolo dell'angolo della banderuola (0..5V = 0..360°) dal momento che l'estremo superiore dell'ADC varierebbe al variare della tensione d'ingresso.

Usando questo accorgimento e il circuito il consumo attuale passa da

12V 48mA (570mW)

a

7.5V 48mA / 0.9 (400mW) che corrispondono a 12V 33mA

il che equivale a dire che 1 ora di sole pieno sul pannello (300mA 14V circa) equivalgono a circa 9 ore di funzionamento del circuito.

L'autonomia con sole 0 è di circa 100 ore con una batteria da 3.5Ah

Quando la batteria è carica due zener da 5W con dissipatore provvedono a impedire che la tensione della batteria superi 15V dissipando l'eccesso di energia.

[IlSignor15Magneti]

Vedo che l'interesse è molto alto su sto progetto

mi raccomando gente, non spingete

[franc70]

Sono nuovo sul forum.
Ottimo progetto complimenti 15Magneti.

Volevo suggerirti qualcosa senza la pretesa di insegnarti niente.

• E' possibile campionare un anemometro entro pochi decimi di secondo senza dover tenere acceso il contatore del uP per tutto quel tempo. Risparmiando, cosi, energia preziosa della batteria.
• La misura della direzione, considerato che parliamo di (microeolico), non necessita di tutta quella precisione. Basterebbe registrare la direzione del vento che si presenta con maggiore frequenza (a patto che sia v>0) per ottenere il vento predominante. Puoi anche impiegare delle suddivisioni piu grossolane (N,NE,E...). Questo è cio che interessa.

Per il primo punto pensa a come separare dall'anemometro la generazione del treno di impulsi lasciando all'anemometro il solo compito di rilevare il vento e segnalarti anche con un solo impulso la sua rotazione. Devi intervenire sul pcb con una porta AND e/o usare interrupt sul uP, ad ogni modo esistono diverse tecniche.

Considera che la maggior parte degli anemometri in commercio, largamente impiegati anche nel megaeolico, hanno output in ac sine wave da pochi mV di picco e che generano frequenza molto bassa (pochi Hz) eppure il vento si misura nella frazione di pochi decimi di secondo.

Ancora una cosa...dato che sei bravissimo in C e/o assembler ti consiglio di passare subito in tecnologia cmos con yP ultra low power. Un datalogger per il vento non puo conusmare cosi, dovresti scendere a 0.05 mA in continua(uP in riposo) e 5 mA max di picco(uP sotto calcolo) .

Ciao

[IlSignor15Magneti]

Sono nuovo sul forum.
Ottimo progetto complimenti 15Magneti.

Volevo suggerirti qualcosa senza la pretesa di insegnarti niente.

• E' possibile campionare un anemometro entro pochi decimi di ....
• La misura della direzione, considerato che parliamo di ....

Per il primo punto pensa a come separare dall'anemometro la generazione del treno di impulsi lasciando all'anemometro il solo ....

Considera che la maggior parte degli anemometri in commercio, largamente impiegati anche nel megaeolico, hanno output in ac sine ...

Ancora una cosa...dato che sei bravissimo in C e/o assembler ti consiglio di passare subito in tecnologia cmos con yP ultra low ...

Ciao

In futuro probabilmente farò qualcosa che consumi molto meno seguendo il tuo consiglio, ovviamente non avrà tutte le funzioni del menù che ha questo e probabilmente sarà configurato via PC via USB. In sostanza è un progetto diverso, non una modifica di questo. Il grosso è consumato dal display e anche la scheda SD ci mette del suo dovendo essere sempre "attiva" per poter scrivere. Alimentando con 3.3V dovrei essere in grado di collegare la SD al PIC senza level shifter, ovviamente il display non ci sarà (funziona a 5V).

[franc70]

L'approccio al progetto è differente.

Io vedo un datalogger per il vento come una apparecchiatura autonoma, lontana dal mondo e di difficile accesso.

Se la vedi come una macchina da tenere nel giardino allora è chiaro che il consumo non è un problema e puoi pensare di interfacciarla addirittura al pc (cosa impensabile se vuoi campionare un sito di montagna tanto per fare un esempio).

Ciao

[IlSignor15Magneti]

Il campionatore è autonomo lo stesso, ha un pannello solare che sopperisce ai suoi bisogni energetici.

Per eliminare i consumi non posso fare altro che usare reed-relay a posto dei sensori che uso ora, eliminare l'LCD, e altre cosette che rendono il campionatore user-friendly. Giustamente come hai detto tu l'approccio è differente

[IlSignor15Magneti]

Potrei mandare il sleep il microcontrollore per quasi tutto l'intervallo di campionamento (tenendo acceso il contatore) per poi leggere gli impulsi e azzerare il contatore scrivendo il valore. Dovrei eliminare tutto tranne il real-time clock, che posso alimentare usando uno dei pin del micro solo il tempo necessario per dialogare (il resto del tempo ci pensa la batteria tampone). La direzione non la posso fare perche presuppone dover contaggiare gli impulsi continuamente nelle 16 direzioni tenendo "sveglio" sempre il micro (non posso misurare semplicemente la direzione ogni 30 secondi e prendere quella per buona). Inoltre il potenziometro (di solito 10K) consuma circa 0.3mA continui, il che presuppone di alimentarlo solo quando misuro tramite un pin del micro (riducendo il duty cicle).

Quindi ricapitolando:

Alimentazione a 3,3 anziche a 5V
Collegamento diretto micro-sd
sleep per 29 secondi, lettura del velore,(1 secondi), sleep di nuovo
Partenza con un tasto e stop con un tasto (nessun controllo sulla durata) o con un file txt sulla scheda (sample.txt e config.txt)
Niente LCD
Stato solo con un paio di led lampeggianti a basso duty cycle
Regolazione del RTC solo attraverso un file sulla scheda (es clock.txt) all'accensione
Nessun controllo sul numero del file, semplice numero progressivo o data di inizio
Memorizzazione dato grezzo, nessuna transfer function
Niente statistiche infra-punto (min,max,devst.) perche occorrerebbe che il micro campioni continuamente
Niente indicazione di direzione perchè è insensato misurarla ogni 30 secondi e prendere per buona quella.... a meno che l'inerzia del rotore sia talmente grande da mediare "meccanicamente" la posizione
Nessun sensore Eff-hall ne ottico, semplice reed-relay
uso del PIC18f2680nanowatt

Questo occorrerebbe per una versione Low-power. In futuro probabilmente ne costruirò una...

[franc70]

Ti consiglierei di evitare la tecnica del conteggio degli impulsi (metodo diretto) verso quella della misura del periodo per poi convertire in f (metodo indiretto). Per questo basta un economico anemometro anche di tipo reed switch, limitandosi a misurare l'ampiezza di un singolo periodo.

I parametri statistici sono fondamentali non puoi non calcolarli. Potresti fare a meno al massimo della dev. std. Ti serve una memoria NV per immagazzinare i dati (eeprom del uP?) e calcolare ogni 10 min min, max e avg.

perchè togli alimentazione a RTC? può rimanere sempre alimentato, l'ordine di grandezza del consumo dovrebbe essere (ds1307 giusto?) dei uA ma leggi il datasheet per sicurezza. Il ds1307 se non sbaglio ha un piedino dal quale prelevare un onda quadra alal frequenza di 32768Hz, ottima per calcolare il periodo dell'anemometro (ma puoi anche usare il timerA(B) del uP+IRQ).

[IlSignor15Magneti]

Ti consiglierei di evitare la tecnica del conteggio degli impulsi (metodo diretto) verso quella della misura del periodo per poi convertire in f (metodo indiretto). Per questo basta un economico anemometro anche di tipo reed switch, limitandosi a misurare l'ampiezza di un singolo periodo.

Mi sembra un buon metodo, specie a basse frequenze

I parametri statistici sono fondamentali non puoi non calcolarli. Potresti fare a meno al massimo della dev. std. Ti serve una memoria NV per immagazzinare i dati (eeprom del uP?) e calcolare ogni 10 min min, max e avg.

Non posso tenere in sleep il logger allora perche devo prendere i dati continuamente, almeno ogni 10 secondi per poi calcolare la media. Lo stesso per la direzione media del vento (vettoriale) che usa funzioni seno coseno e atan, mentre la dev.st usa radici quadrate long, con scalatura automatica dei valori. Comunque non è necessario immagazzinare nella lenta memoria NV del PIC, min,max,media e dev.st sono calcolabili agevolmente anche in corsa.

perchè togli alimentazione a RTC? può rimanere sempre alimentato, l'ordine di grandezza del consumo dovrebbe essere (ds1307 giusto?) dei uA ma leggi il datasheet per sicurezza. Il ds1307 se non sbaglio ha un piedino dal quale prelevare un onda quadra alal frequenza di 32768Hz, ottima per calcolare il periodo dell'anemometro (ma puoi anche usare il timerA(B) del uP+IRQ).

E' vero, consuma pochissimo.

Il resto però lo devo togliere (LCD etc..)