Das Messen der Windgeschwindigkeit mit dem Raspberry Pi wird durch den PiLogger sehr einfach.
Er bietet einen speziellen Eingang der kompatibel mit etlichen preiswerten Windgebern ist. Das Gemeinsame dieser Sensoren ist, dass sie einen Puls-Ausgang haben. Das gilt nicht nur für Windgeber, sondern für viele 'Raten'-Sensoren, wie z.B. Durchflussmesser (Wasserzähler) oder Drehraten (Drehzahlmesser).
Der PiLogger hat einen Impulszähl-Eingang, der direkt für den Anschluss von Gebern mit Reed-Kontakten (Magnetisch betätigte mechanische Schalter) oder OC (Open Collector) bzw. OD (Open Drain) vorgesehen ist. Dabei ist der Vorteil der Reed-Kontakte, dass der Sensor selber keine weitere Stromversorgung benötigt und die mechanischen Schalter in einem Glasröhrchen optimal geschützt sind - also sehr, sehr lange halten.
Hier ein Screenshot der Windgeschwindigkeitsmessung mit dem PiLogger WebMonitor :
Für eine gute Genauigkeit der Windgeschwindigkeitsmessung bieten sich sogenannte Schalenstern-Anemometer an. Ihre Impulsrate ist in einem weiten Bereich gut proportional zur Windgeschwindigkeit. Das heißt, die Impulsrate muss nur mit der Geber-Konstanten (Weg pro Puls) multipliziert werden.
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Windgeber anschließen
Der Anschluss an den PiLogger ist denkbar einfach. Einfach die beiden Kabel des Windgebers in die beiden Schraubklemmen Mitte rechts mit den Beschriftungen 'Imp' und 'GND' einschieben und festschrauben. Welches von den beiden Kabeln an welche Klemme angeschlossen wird ist bei Reed-Kontakten egal, bei einem Open-Collector-Ausgang ist dieser an 'Imp' anzuschließen.
Gemeinsam sieht das dann etwa so aus:
Messen und Aufzeichnen
Wenn die Basis-Software aus dem Download-Bereich auf dem Raspberry eingerichtet ist (Download) kann jetzt sofort durch Starten des Programmes die Funktion des Windgebers überprüft werden. Im Monitor-Fenster kann man live die Windgeschwindigkeitswerte beobachten und z.B. die Reaktion auf das Anpusten oder mit dem Finger drehen überprüfen. Auch die notwendigen Einstellungen des PiLoggers für die fortdauernde Erfassung (Loggen) können mit diesem Programm vorgenommen werden.
PiLogger Web-Monitor
Mit der Web-Monitor Software lassen sich schnell und einfach Live-Werte und Diagramme anzeigen. Die komplette Bedienung und Datenverwaltung ist komfortabel per WLAN im eigenen Netzwerk von jedem beliebigen Gerät mit Web-Browser aus möglich.
Hier ein Screenshot von einem Android Tablet mit Wind-Meßwerten:
Mess-Prinzip
Die Messung der Windgeschwindigkeit erfolgt hier durch das Zählen der Geber-Impulse pro vorgegebener Zeiteinheit - dem Log-Intervall. Der PiLogger hat dafür intern einen 16 Bit Zähler.
Die Messung erfolgt periodisch mit einem einstellbaren Zeitabstand im Bereich zwischen 0,1 Sekunde bis zu mehr als 18 Stunden. Normalerweise wird nach jeder abgeschlossenen Messung dieser Zähler wieder auf Null gestellt. Wenn aber für die anderen Messkanäle ein viel zu kurzes Zeitintervall eingestellt ist, um noch sinnvoll schwachen Wind in diesem Intervall zu erfassen, kann für diesen Zähler ein Vielfaches des normalen Zeitintervalls eingestellt werden.
Nach jeder abgeschlossenen Messung signalisiert der PiLogger dem Raspberry, dass neue Messwerte abgeholt werden können. Die Software auf dem Raspberry Pi übernimmt die Umrechnung der Zahlenwerte in die endgültigen Messwerte und eine eventuelle Weiterverarbeitung, sowie Speicherung. Die Messwerte werden direkt als Datei auf der SD Karte gespeichert und können jederzeit über WLAN auf einen anderen Rechner heruntergeladen werden ohne das Loggen zu unterbrechen.
