ジャンクでDIY,風力発電やりたい

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　ＡＶＲの開発環境を入れ替えてやっとｍｅｇａ８８が動くようになった。そこで超シンプルな記録装置が出来たのでここに記しておこう。
　これまではＣｈａＮ氏のプリンタポート接続のライターを使ってきたがケーブルを長く出来ず使いずらいのでＵＳＢ接続のライターを買った。共立エレショップのUSB接続型AVRライタ/AVRWRT ２１００円は安い。ｍｅｇａ８８は出荷時には内部クロックに設定されているとは知らずにタイマーーで１秒が出力できずに悩んだものだが、ヒューズビットの書き換えもウィンドウズ上からチェックを入れるだけで簡単に出来る。


　今回のものはＲＳ２３２Ｃもなしゲートもクロックオシレーターもなしでデータの読み出しはライターのＥＥＰＲＯＭ読み出しプログラムを使う。読み出したデータはＨＥＸファイル形式なので１０進数に変換するためのプログラムを書いた。評価用の回路図、プログラムのセットはこちらに置いておく。これは短期の観測用で１秒置きに１秒間の回転数を５１２点記録するものだ。



何度か観測したところによるとやはり我が家では一定した風が吹き続けることはほとんどないようで、少し吹いては止まる変動が激しいことが解ってきた。このような風から効率よくエネルギーを得ることの出来る風車はどんなものだろうか。長期の観測にはパソコンにデータを送り続けるような端末としてＡＶＲをプログラムする必要がある。


　ようやくゴールデンウィークの激務による疲労から立ち直りつつある。すこしずつでも進めよう。

タグ : 風力計

　書棚の奥から探していたものが出てきた。別冊サイエンス「アマチュア　サイエンス」１９８０年出版。



　この本にピンポン玉を使った風速計が紹介されていたのを思い出してやっと見つけ出して製作してみた。記事は「振り子風速計」と題されたもので糸で吊るされたピンポン玉が風で流される角度を分度器で読み取って風速を知ろうというもので、風洞で検定されて制度は６％以上あると書かれている。
　　


　記事中の風速計はメモリに分度器をそのまま使用して読み取った角度から換算表を使って風速を知ることが出来るようになっていたが、ここでは風速を目盛りを刻んで換算の不要なものを作った。
目盛り計算表TXT 　ダウンロード：ピンポン玉風速計目盛り.pdf

　風速目盛りの製図はビットマップ系では斜めの線はギザギザになってしまうのでＣＡＤを使って行う必要がある。プリントアウトした目盛りをＢ６のカードケースに入れ１号の釣り糸（０．２ミリ以下）でピンポン玉を吊るして水平器と持ち手をつければ完成。糸の長さは目盛り中心からピンポン玉上面までで３０センチと決まっている。ピンポン玉は記事の書かれた当時と国際規格が変ってしまって直径が３８ミリから４０ミリへ重量が２．４６グラムから２．７グラムへと大きく重くなっている。この影響は抗力は面積に比例するので２．５％の増加。ピンポン玉の振れる角度は抗力と重量の比で決まるのでタンジェントの値でトータル７．７５％の減少となる。・・と思う。記事の中のピンポン玉の触れた角度から風速を求める式は　
　ｕ=８．７６ｘｃｏｔ(α）^(1/2)　　　　　風速：u[m/s]　角度α[deg]
であるが現在の４０ミリ球では計数の８．７６を９．１にすればいい。いずれにしても風洞とは違い屋外での測定では振れは一定せず細かい数字を読むのは困難で風速０．５メートル単位でわかれば十分と思われる。風速を基準に角度を割り出すには
　α＝ATAN(９．１＾2／ｕ^2)　　　　　とすればいいはずだ。

　風杯式風速計のデータロギングも出来るようになったのでこのピンポン玉風速計で校正しようと思ったがごらんのとおりの不安定な風の状態でまた今度。データは２秒間に１回１秒間の回転数の２倍を表している。
　

タグ : 風車

　すっかり春。庭は花盛り。
　　　

　このところ疲れを溜め込んでしまい、水曜日には熱を出して仕事も休んでしまった。頭も回らず風力発電ごっこも全く進まずという一週間になった。こんなときには庭仕事がいい。頭を真っ白にして軽く体を動かしているといくらか心も体も軽くなる気がする。草むしりをして小さな畑を作った。
　トマトとピーマンを植えつけた畑には風除けが必要だ。風車をぐいぐい回す風はなくても苗をなぎ倒す風は時折ふいてくる。

ＡＶＲのほうは以前の環境ではmega８８は認識されずにＡＶＲＳｔｕｄｉｏをバージョンアップする必要があった。するとｓ４４３３のアッセンブルでアトメル純正のインクルードファイルにエラーが出た。。入れ替えたのはＡＶＲＳｔｕｄｉｏ４のマイナーバージョンの違うだけのものだが、レジスタ名が変更になっているものもあるようで、ＡＶＲＳｔｕｄｉｏと同時にデータシートもバージョンアップされたものを参照しなければまずいようだ。
　ｍｅｇａ８８のアッセンブルで出まくったエラーはＩＯレジスタがメモリ領域にマッピングされていたためアウト命令ではなくストア命令を使う必要があったためと解った。９０ｓ４４３３とｍｅｇａ８８ではピン配置は同じでも全く別のマイコンと考えたほうがいいようだ。ＩＯレジスタの多くが2バイト化され、タイマの仕様も変更されている。４４３３で1秒を発生する定数でｍｅｇａ８８をプログラムすると数倍の周期の信号が出てしまって未だ解決できず、４４３３に戻しての開発とした。ようやく風速計の回転数をログしてパソコンに転送できるところまで出来た。ＥＥＰＲＯＭが２５６バイトしかないのでどんな間隔で計測したら風の状態を知ることが出来るのか、なにもかもやってみるまで解らない。
　前回書いたVisual Studio 2008 Expressは無償配布が終了したのだろうか、リンク先が消えてしまっている。手元にＶＢ６の入門書しかないがＶＢ2008ではＶＢ６からは変わっている部分も多いようでこちらもまた使えるまでに時間がかかりそうだ。ゴールデンウィークが終わるまでは仕事も詰まっていて、なかなか遊びもままならない。体力の回復を図るのが最優先ということになりそうだ。

　ＡＶＲでつくる風速計の記録ボードはＡＴ４４３３での動作確認は無事に終了してＭＥＧＡ８８に変えてプログラミングを始めたらエラーの嵐になった。ＡＶＲＳｔｕｄｉｏ４でのアッセンブルでレジスタに書き込める範囲外の値を書き込んでいると何行にもわたって同じエラーメッセージが出る。これは最初からつまづいたようで先が思いやられる。
　そしてもう一つ時間を食いそうなことに手をつけようとしている。ＡＶＲで記録したデータはシリアルポートからパソコンに取り込むのだが、これまではＤＯＳプログラムをフリーのＣコンパイラで書いたものを使ってきた。Ｗｉｎ９ｘならばまだ知れずＸＰでプロンプトからポートを叩くのはどんなものかと思ってＷｉｎ版の通信プログラムを書きたいと思っていたところＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ　Ｅｘｐｒｅｓｓというのが無償配布されているのをＷＥＢ上で知った。マイクロソフトのVisual Studio Expressってのがタダでダウンロードして使えるということ。ファイルは１ＧバイトもあってＤＶＤに焼いてインストールするようになっている。インストールを始めるとＸＰがＳＰ２ではないと拒否されてしまい、ＯＳが巨大化するのが嫌でこれまで避けてきたサービスパックをあてることをやらねばならなくなった。両方の作業で3時間ちかくパソコンを乗っ取られてしまった。
　ついでに買っておいたのがこれ。

VBと製作で学ぶ初めてのパソコン応用工作―PCのパラレル&シリアル・ポートを使ったIO制御の実際 (トラ技Beginners) (2002/07) 渡辺 明禎 商品詳細を見る

　トラ技に連載中に一部は読んでいるのだが、プログラミングの部分の載った号は買ってなかったのでまとめて読んでみようと思った次第。しかしまあレガシーポートと呼ばれて久しいパラレルやシリアルポートの制御をいまさら勉強しようとは。イーサネットかＵＳＢと思っても日々ジャンク化の進行する頭ではついていけないかな。

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風車を風にあててみたもののあまりの回りの悪さにかなり力が抜けてしまったまま数日何もせずに過ごしていた。このまま投げ出す訳にはいかないと、風速計のためのデータロガーを作ることにした。


　　風速計の回転数をＡＶＲのＥＥＰＲＯＭに記録してパソコンに読み込めるようにする。ＡＴ８５３５を使ったアナログ・ロガーはバッテリーの放電特性を記録するのに使ったものがあるのだが、風速計はデジタル出力なのでＭＥＧＡ８８を使って新たに作る。アナログ部がないので簡単に出来るが、ソフトが問題だ。ＡＶＲのプログラミングは数年やってないので思い出すのが大変だ。ＭＥＧＡ８８とピンコンパチのＡＴ４４３３に４年前に書いたプログラムがあったので、４４３３で動作チェックして開発をしよう。
　今日も低気圧の通過で全国的に強い風が吹いたようで、車で走っていいるときは進路を振られそうになるくらいなのに家に帰ってみるとそれほどたいした風でもない。回りに家の建て込んだ住宅地では風力発電は厳しいのか。小さな発電機をたくさん並べるとかしないといけないのだろうか。

タグ : 風力計