風(fēng)速計的制作教程

第1步：安裝Arduino IDE，ESP8266開發(fā)板和庫以及你的ThingSpeak帳戶

安裝Arduino IDE和Nodemcu

如果您從未安裝過IDE Arduino，請閱讀鏈接中的教程 - 如何安裝Arduino IDE - 您可以在其中找到完整的說明。

下一步，安裝Nodemcu板使用Magesh Jayakumar Instructables的本教程，這是非常完整的。如何安裝Nodemcu no Arduino IDE

安裝庫

創(chuàng)建ThingSpeak帳戶

要使用ThingSpeak（https://thingspeak.com/），您必須創(chuàng)建一個帳戶（對于一定數(shù)量的互動仍然是免費(fèi)的），您可以在其中保存測量的數(shù)據(jù)您的風(fēng)速計和監(jiān)控家中的風(fēng)況，甚至通過手機(jī)。通過使用ThingSpeak，您可以讓公眾訪問您收集的數(shù)據(jù)給任何感興趣的人。這是ThingSpeak的一個很好的優(yōu)勢。進(jìn)入主頁并按照步驟創(chuàng)建帳戶。

創(chuàng)建帳戶后，請輸入本教程 - ThingSpeak入門 - 創(chuàng)建頻道。這很好解釋?？傊?，您必須創(chuàng)建一個存儲數(shù)據(jù)的通道。此通道具有ID和Key API，每次要記錄數(shù)據(jù)時都應(yīng)在草圖中引用。 ThingSpeak會將所有數(shù)據(jù)存儲在銀行中，并在您每次訪問帳戶時以您配置的方式顯示這些數(shù)據(jù)。

第2步：探索草圖

流程圖

在圖表中，您可以了解草圖的通量圖。當(dāng)您喚醒（鏈接）Nodemcu時，它將連接到您已配置其參數(shù)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，并開始計算1分鐘的時間來執(zhí)行測量。

首先，它將計算風(fēng)速計旋轉(zhuǎn)25秒，計算線速度并讀取風(fēng)的方向。結(jié)果顯示在OLED上。再次執(zhí)行相同的步驟，對于第二次讀取，它將傳輸?shù)絋hingSpeak。

然后Nodemcu休眠15分鐘以節(jié)省電池。當(dāng)我使用小型太陽能電池板時，我必須這樣做。如果您使用5V電源，您可以修改程序，使其無法休眠并繼續(xù)測量數(shù)據(jù)。

程序結(jié)構(gòu)

In圖表中，您可以看到草圖的結(jié)構(gòu)。

Anemometer_Instructables

這是加載庫的主程序，啟動變量，控制附加中斷，調(diào)用所有功能，計算風(fēng)速，確定其方向并使其進(jìn)入休眠狀態(tài)。

通信

連接WiFi并將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak。

credentials.h

您的WiFi網(wǎng)絡(luò)的密鑰以及ThingSpeak中您的帳戶的標(biāo)識符。您可以在此處更改密鑰ID和API。

definitions.h

它包含所有內(nèi)容程序的變量。您可以在此處更改閱讀時間或nodemcu應(yīng)該睡多長時間。

功能

它包含組合參數(shù)和讀取多路復(fù)用器的功能以及讀取風(fēng)速計旋轉(zhuǎn)的功能。

oledDisplay

顯示風(fēng)速和風(fēng)向的屏幕結(jié)果。

第3步：關(guān)于。..。..的解釋

附加中斷

風(fēng)速計的旋轉(zhuǎn)是通過Nodemcu的GPIO 12（引腳D6）中的 attachInterrupt（）（以及 detachInterrupt（））函數(shù)來測量的（它具有D0-D8引腳上的中斷功能。

中斷是導(dǎo)致微控制器停止執(zhí)行正在執(zhí)行的任務(wù)的事件或條件，暫時在另一個任務(wù)中工作回到初始任務(wù)。

您可以在Arduino教程的鏈接中閱讀該函數(shù)的詳細(xì)信息。請參閱attachInterrupt（）。

語法：attachInterrupt（引腳，回調(diào)函數(shù)，中斷類型/模式）;

引腳 = D6

回調(diào)函數(shù) = rpm_anemometer - 計算變量上的每個脈沖。

中斷類型/模式 = RISING - 當(dāng)引腳從低電平變?yōu)楦唠娖綍r中斷。

在霍爾傳感器中的磁電機(jī)產(chǎn)生的每個脈沖處，引腳從低電平變?yōu)楦唠娖健Ｔ诮⒌?5秒期間，計數(shù)功能被激活并且在變量中求和脈沖。一旦時間到期，計數(shù)器將斷開連接（ detachInterrupt（））并且例程在斷開連接時計算速度。

計算風(fēng)速

一旦確定了風(fēng)速計在25秒內(nèi)給出了多少次旋轉(zhuǎn)，我們就會計算速度。

RADIO是從中心軸測量的。風(fēng)速計到乒乓球的尖端。你必須非常好地測量你的 - （見圖10厘米）。

RPS（每秒旋轉(zhuǎn)數(shù)）=旋轉(zhuǎn)/25秒

RPM（每分鐘旋轉(zhuǎn)數(shù)）= RPS * 60

OMEGA（角速度 - 每秒弧度） ）= 2 * PI * RPS

Linear_Velocity（米/秒）= OMEGA * RADIO

Linear_Velocity_kmh（每小時Km）= 3.6 * Linear_Velocity這是將要發(fā)送的內(nèi)容到ThingSpeak。

讀取風(fēng)向標(biāo)

讀取風(fēng)向標(biāo)的位置以確定程序發(fā)送的風(fēng)向具有參數(shù) A，B，C （ muxABC矩陣）的所有組合的多路復(fù)用器的低信號和高信號，并等待接收到引腳 A0 結(jié)果可以是 0 和 3.3V 之間的任何電壓。組合如圖所示。

例如，當(dāng) C = 0（低），B = 0（低），A = 0（低）時，多路復(fù)用器給出它引腳 0 的數(shù)據(jù)，并將信號發(fā)送到Nodemcu讀取的 A0 ;如果 C = 0（低），B = 0（低），A = 1（高）多路復(fù)用器將向您發(fā)送引腳 1 的數(shù)據(jù)，依此類推，直到完成8個通道的讀取。

當(dāng)信號為模擬信號時，程序轉(zhuǎn)換為數(shù)字（0或1），如果電壓小于或等于1.3V，則信號為0;如果它大于1.3V，則信號為1.值1.3V是任意的，對我來說，它工作得非常好?？偸谴嬖谛〉?a href="http://wenjunhu.com/tags/電流/" target="_blank">電流泄漏，這可以保護(hù)沒有誤報。

這些數(shù)據(jù)存儲在矢量 val ［8］ 中，將與地址數(shù)組進(jìn)行比較作為指南針。請參見圖中的矩陣。例如，如果接收的矢量是 ［0，0，1，0，0，0，0，0，0］ ，則它在矩陣中指示方向 E 和對應(yīng)于 90 度的角度;如果［ 0，0，0，0，0，0，1，1］ 在矩陣中指示 WNW 地址并且對應(yīng)角度 292.5 度。 N 對應(yīng) ［1，0，0，0，0，0，0，0，0］ 和角度 0 度。

將發(fā)送給ThingSpeak的是什么，因為它只接受數(shù)字。

步驟4：通信

如何將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak

函數(shù) thingspeaksenddata（） 負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)。

ThingSpeak.setField（1，float（linear_velocity_kmh）） - 將速度數(shù)據(jù)發(fā)送到我頻道的field1

ThingSpeak.setField（2，float（wind_Direction_Angle）） - 將地址數(shù)據(jù)發(fā)送到我頻道的field2

ThingSpeak.writeFields（myChannelNumber，myWriteAPIKey） - 使用TS指示的書面 myWriteAPIKey API發(fā)送到我的頻道 myChannelNumber 。這些數(shù)據(jù)是在創(chuàng)建帳戶和頻道時由TS生成的。

在上面的圖片中，您可以看到ThingSpeak如何顯示收到的數(shù)據(jù)。

在此鏈接中，您可以訪問數(shù)據(jù)我的項目在ThingSpeak的公共頻道中。

第5步：主要變量

風(fēng)向標(biāo)參數(shù)

MUX_A D5 - mux pi A到Nodemcu引腳D5

MUX_B D4 - mux引腳B到Nodemcu引腳D4

MUX_C D3 - mux引腳C到Nodemcu引腳D3

READPIN 0 - NodeMcu上的模擬輸入= A0

NO_PINS 8 - 多路復(fù)用引腳數(shù)

val ［NO_PINS］ - 端口0到7 mux

wind_Direction_Angle - 風(fēng)向角

String windRose ［16］ = {“N”，“NNE”，“NE”，“ENE”，“E”，“ESE “，”SE“，”SSE“，”S“，”SSW“，”SW“，”WSW“，”W“，”WNW“，”NW“，”NNW“} - cardenals，抵押品和副抵押品

windAng ［16］ = {0，22.5，45，67.5，90，112.5，135，157.5，180，202.5，225，247.5，270，292.5，315，337.5} - 每個方向的角度

數(shù)字［16］ ［ NO_PINS］ - 方向墊rix

muxABC ［8］ ［3］ - ABC mux組合

風(fēng)速計參數(shù)

rpmcount - 計算在規(guī)定時間內(nèi)風(fēng)速計完全旋轉(zhuǎn)的次數(shù)

timemeasure = 25.00 - 測量延遲時間（秒）

timetoSleep = 1 - Nodemcu喚醒時間（分鐘）

sleepTime = 15 - 在幾分鐘內(nèi)保持睡眠的時間

rpm，rps - 旋轉(zhuǎn)頻率（每分鐘旋轉(zhuǎn)，每秒旋轉(zhuǎn)）

radius - 米 - 長度的度量風(fēng)速計翼

linear_velocity - 線速度m/seg

linear_velocity_kmh - 線速度km/h

omega - 徑向速度rad/seg

您可以在下面找到完整的草圖。在計算機(jī)的Arduino文件夾上創(chuàng)建一個與主程序同名的新文件夾（ Anemometer_Instructables ）并將它們放在一起。

輸入wifi網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)和Credentials.h中的ThingSpeak ID和API Writer Key并保存。上傳到Nodemcu就是這樣。

為了測試系統(tǒng)的運(yùn)行，我建議使用一個好的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇。

要通過手機(jī)訪問數(shù)據(jù)，請下載適用于IOS或Android的應(yīng)用程序名為 ThingView ，幸運(yùn)的是，它仍然是免費(fèi)的。

配置您的帳戶設(shè)置，無論您身在何處，您都可以隨時查看家鄉(xiāng)的風(fēng)況。