بادسنج دستگاهی برای سنجش سرعت باد است. به‌طور کلی بادسنج‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند: گروهی سرعت باد را اندازه می‌گیرند و گروه دیگر فشار باد را. اما از آنجا که سرعت و فشار باد با هم رابطه دارند، با سنجش هر یک از این دو کمیت می‌توان دیگری را محاسبه نمود.

حرکت نسبی هوا در راستای افق سطح زمین باد می باشد و به میزان مسافت طی شده توسط هوا در واحد زمان سرعت باد گفته می شود. علت این حرکت نسبی اختلاف فشار در دو نقطه از محیط می باشد که موجب حرکت هوا از محیط پر فشار به محیط کم فشار می گردد. همچنین گاه تفاوت بین چگالی توده هوای سرد و گرم باعث حرکت هوا و ایجاد باد می گردد. واحد اندازه گیری سرعت باد معمولا متر بر ثانیه، کیلومتر بر ساعت، مایل در ساعت، فوت در دقیقه، ماخ بر ساعت و ... می باشد. باد نیز مانند سایر پارامترهای فیزیکی یک کمیت برداری بوده و دارای سرعت و جهت می باشد، از این رو اندازه گیری سرعت و جهت باد عامل موثر در انتقال دما بین دو محیط با دمای متفاوت می باشد. CFM چند مولفه اصلی برای اندازه گیری ویژگی های باد یک منطقه می باشد که در ایستگاه های هواشناسی بسیار حائز اهمیت می باشند.

دقت آنمومتر چیست؟

آنمومترهای مختلف دارای سطوح دقت متفاوتی هستند. به طور کلی از یک دستگاه گران تر می توان دقت بالاتری را انتظار داشت. محدوده دقت آنمومتر دستی و با کیفیت مناسب3 %  است. این بدان معنی است که اگر باد با سرعت 20 مایل بر ساعت در حال وزیدن باشد ، دستگاه ممکن است هر جایی بین MPH 4/19 و MPH 6/20 را ثبت کند. آنمومترهای علمی تخصصی مانند آنمومترهای التراسونیک ممکن است محدوده دقت بالاتری داشته باشند.

آنمومتر کجا باید قرار داده شود؟

آنمومترها در دو نوع هستند. تعدادی دستی و قابل حمل و تعدادی در یک مکان ثابت نصب می شوند. به منظور دقیق ترین قرائت ها بهتر است آنمومترها در مکان هایی قرار داده شوند که توسط موانعی همچون درختان ، ساختمان ها و … محاصره نشده باشند. به عنوان مثال بدترین نقطه مطلق برای یک آنمومتر قرار گیری مستقیم کنار یک ساختمان یا دیوار است. گاهی اوقات آنمومترها در قسمت بالایی ستون ها ، بالای ساختمان ها یا در فضاهای باز گسترده نصب می شوند.

آیا آنمومتر جهت باد را اندازه گیری می کند؟

بعضی آنومترها جهت باد را اندازه گیری می کنند. این آنمومترها اغلب می چرخند یا دارای توربین اضافی ضمیمه می باشند که جهت باد را تشخیص می دهد. به طور کلی آنمومترهای مدل بالاتر و گران تر هر دو سرعت و جهت باد را اندازه گیری می کنند.

آنمومترهای توربینی

چگونه یک آنمومتر سرعت باد را اندازه گیری می کند؟

اکثر آنمومترها دارای یک بخش حرکتی می باشند که در باد می چرخد ، به طوری که در باد شدیدتر ، بیشتر می چرخد. شمارنده آنمومتر تعداد چرخش ها بر ثانیه یا دقیقه ( یا هر فاصله دیگر) را می شمارد و سپس سرعت باد را بر حسب واحدی که برای خواندن تنظیم شده ، نشان می دهد.

آنمومتر در چه علومی مورد استفاده قرار می گیرد؟

به عنوان مثال هواشناسان از آنمومترها برای محاسبه الگوهای باد استفاده می کنند. دانشمندان و مهندسان انرژی تجدید پذیر ممکن است از آنمومترهای دستی استفاده کنند تا ببینند که آیا یک مکان خاص برای توربین بادی مناسب هست یا نه . سایر دانشمندان تست تجهیزات آزمایشگاه ممکن است از انواع تخصصی آنمومترها استفاده کنند.

سرعت سنج باد یا بادسنج چیست و کاربرد بادسنج کدام است؟

اندازه گیری سرعت هوا توسط دستگاه باد سنج هوا انجام می گیرد که توانایی ثبت سرعت هوای متحرک را دارا می باشد. با نصب سنسور دما در داخل دستگاه بادسنج یا سرعت سنج باد می توان دمای باد را نیز اندازه گیری کرد.

سرعت وزش باد را چگونه اندازه می گیرند؟

برای اندازه گیری سرعت باد و جهت باد (بادنما) دستگاه های متنوعی توسط کمپانی های مختلف ارائه شده است. در ایستگاه های هواشناسی یا دکل های بازرسی برای مانیتورینگ دائمی سرعت باد و نیز جهت باد از سنسور سرعت وزش باد و سنسور تشخیص جهت باد استفاده می شود که معمولا باید 10 متر بالاتر از سطح زمین قرار گیرد. از نظر شکل ظاهری سنسور سرعت وزش باد به صورت فنجانی یا کاپ مانند (بشقابی نیز گفته می شود) است. جریان هوا یا باد در حال وزش به فنجانی سنسور سرعت باد برخورد کرده و باعث چرخش پره ها شده که سرعت چرخش با سرعت حرکت هوا متناسب می باشد و سنسور جهت باد از نظر شکل ظاهری به صورت بادنما است که با تغییر زاویه سنسور مقدار جهت باد اندازه گیری می شود. در زیر دو نمونه از سنسور سرعت باد و سنسور جهت باد ساخت کمپانی اسمارت بین قرار دارد که از طریق پنل اسمارت بین که شامل نمایشگر و کارت حافظه برای ذخیره و لاگ داده ها (دیتالاگر سرعت باد و دیتالاگر جهت باد می باشد) نمایش داده شده است.

مطابق با تصاویر موجود بادسنج پره ای یا بادسنج فنجانی یا بادسنج چرخان برای اندازه گیری سرعت هوای اتمسفر کاربرد دارد و عملکرد آن با برخورد جریان هوا به پره ها و چرخش ژنراتور الکتریکی که به سنسور سرعت باد متصل است و ایجاد یک جریان الکتریکی و پردازش جریان توسط دستگاه که در پایان منجر به اندازه گیری سرعت باد می شود.

انواع باد سنج پرتابل (Anemometer):

باد سنج پره ای یا Wind Vane:

همان گونه که از نام این گونه بادسنج مشخص است نوعی بادسنج پره ای با پره های پروانه ای می باشد و میزان چرخش پره ها سرعت باد را مشخص می کند. نمونه هایی از این بادسنج های پرتابل قابلیت ذخیره داده ها را نیز دارا می باشند و اندازه گیری فلو هوا یا جریان حجمی یا cfm و نیز اندازه گیری دمای باد با استفاده از سنسورهایی که در این نوع بادسنج ها تعبیه شده امکان پذیر می باشد. 

بادسنج هات وایر یا سیم داغ (hot wire):

این مدل بادسنج ها که بادسنج حرارتی نیز نامیده می شود در ساختار خود دارای یک سیم داغ داخل میله می باشد. وزش باد یا جریان هوای متحرک باعت تغییر دمای سیم داغ شده و سرعت باد توسط جریان الکتریکی لازم برای نگه داشتن حرارت سیم در معرض باد در دمای ثابت اندازه گیری می شود. به دلیل ابعاد فیزیکی بادسنج هات وایر معمولا در محیط های بسته و کانال ها برای سنجش میزان فلو یا جریان هوای کانال ها و نیز سرعت هوای عبوری از کانال ها استفاده می شود. معمولا پراب بادسنج های هات وایر حالت تلسکوپی داشته و مانند آنتن های دارای قابلیت افزایش طول تا یک متر قابلیت افزایش طول دارند و برای مکان هایی که دسترسی مشکل است استفاده می شوند. بسیاری از بادسنج های پرتابل دارای نرم افزار و حافظه داخلی جهت ثبت دیتا می باشند و اندازه گیری دمای باد، رطوبت و نیز نقطه شبنم توسط سنسورهای تعبیه شده در این نوع بادسنج ها امکان پذیر است.

بادسنج ها را می توان براساس نوع تکنولوژی استفاده شده در آن ها به انواع زیر تقسیم بندی کرد:

بادسنج فراصوت یا آلتراسونیک:

می دانیم که صوت توسط مولکول های هوا منتقل می شود و این را هم می دانیم که سرعت باد بر سرعت انتقال صوت تاثیر می گذارد. صدا در جایی که باد می وزد سریع تر منتقل می شود تا جایی که باد نیست. اگر شما در جهت وزش باد باشید و دوستتان شما را صدا بزند صدایشان بسیار سریعتر از اینکه به گوش خودشان برسد به شما می رسد و برعکس اگر خلاف جهت باد باشید دیرتر صدا به شما می رسد. این ،ایده هوشمندانه جرقه ساخت بادسنج فراصوت است که با استفاده از فرکانس های بالاتر از محدوده شنوایی انسان، سرعت باد را اندازه گیری میکند. در این باد سنج دو یا سه گیرنده صدا روی کاسه ها با زاویه عمود بر هم نصب شده اند و مدارهای الکترونیکی درون بادسنج میزان اختلاف بین رفت و برگشت صوت را اندازه گیری می کنند. اگر این اختلاف کوتاه باشد باد سریع تر و اگر زیاد باشد سرعت باد زیاد نیست.

بادسنج لیزری مادون قرمز:

در این بادسنج دو پرتو نور که عمود بر هم هستند را در نظر گرفته (می توانید با یک آینه نقره اندود که کمی از نور را جذب کرده و باقی را بازتاب میدهد زاویه قائمه میان این دو پرتو ایجاد کنید) و با گذر باد از میان این نورها بر اساس سرعت تغییر زاویه نور، زمان عبور، سرعت باد اندازه گیری می شود. اگر این دستگاه را در یک مدار الکتریکی قرار داده و سرعت تغییر زاویه را اندازه گیری کنید می توانید سرعت باد را بدست آورید.

بادسنج لیزری دوپلر:

استفاده از بادسنج های لیزری در محیط بیرون بسیار مشکل است از این رو از بادسنج لیزری دوپلر استفاده می شود. با تاباندن پرتوی مادون قرمز بی خطری در فضا و اندازه گیری میزان لرزش نور بازتاب شده از ذرات معلق در هوا مانند گرد و غبار قطرات آب و غیره میزان سرعت باد را اندازه گیری می کنند. در این حالت هرچه لرزش و ارتعاش ذرات بیشتر باشد سرعت باد هم بیشتر است. باد یک پدیده جوی نامنظم است که سایر پدیده های جوی را تحت تاثیر قرار داده و موجب تغییرات ناگهانی و جوی شدید در یک منطقه یا ناحیه می گردد. از جمله این تاثیرات باد می توان به تندبادها که بر پرواز هواپیما ها اثرگذارند اشاره کرد. تاثیرات توفان و تندبادها بر مناطق مسکونی صنعتی و کشاورزی غیر قابل چشم پوشی است. از فواید تاثیرات باد می توان به توربین های بادی اشاره کرد که در مناطق بادخیز نصب شده و منجر به تولید برق از این پدیده طبیعی می گردد. ابزارهای اندازه گیری باد از جمله اندازه گیری سرعت باد و جهت باد در محل مانند بادسنج یا Anemometer یا سرعت سنج باد و سنجش از راه دور توسط رادار درجهت ارتقا این اهداف سازمان دهی شده اند. 

روش سنجش سرعت باد از راه دور:

هنگامی که ابزار سنجش در محل خود پارامتر مورد اندازه گیری نیست، اندازه گیری بر مبنای سنجش از راه دور است. اصول اندازه گیری سرعت باد از راه دور، ارسال پالس و دریافت بازتابش آن و محاسبه سرعت و پارامترهای باد بر اساس مشخصه های بازتابش است. از مهم ترین مشخصه های سنجش از دور می توان رادار را نام برد. رادار هواشناسی ابزاری برای دیده بانی بر خط جو در محدوده ی نسبتا وسیعی از محل نصب آن است. رادارهای هواشناسی عموما بر اساس طول موج کارکردی آن ها طبقه بندی می شوند که رادارهای اصلی زمین پایه در سه باند فرکانسی کار می کنند. باندهای فرکانسی در رادارهای هواشناسی ویژگی های متفاوتی از نظر قطر ذرات قابل شناسایی و میزان تضعیف را تعیین می کنند. اطلاعات متناظر با پدیده های هواشناسی از دامنه و فاز سیگنال برگشتی و همچنین تفاوت بازتابش ناشی از ارسال امواج پلاریزاسیون مختلف قابل استخراج است .سرعت حرکت پدیده ها که متناظر با سرعت حرکت باد است با توجه به شیفت داپلری ایجاد شده روی امواج برگشتی قابل محاسبه است. داده های رادار هواشناسی به لحاظ گستردگی منطقه تحت پوشش (بسته به باند فرکانسی و توان تا شعاع 400کیلومتر) و دقت بالا در اندازه گیری ابزاری منحصر به فرد در پایش پدیده های جوی هستند.

باتری تستر وسیله ایست که با اندازه گیری ولتاژ و مقاومت داخلی باتری وضعیت سلامت، خرابی و در آستانه خرابی باتری را مشخص می کند.

 میکرو کنترل ها قطعاتی مانند یک کامپیوتر بسیار کوچک هستند که توانایی پردازشی دارند و به کمک ورودی و خروجی های مختلف می توانند با قسمت های دیگر مدار ارتباط برقرار کنند.

 میکروکُنترولر (به انگلیسی : Microcontroller) نوعی ریزپردازنده است که دارای حافظهٔ دسترسی تصادفی (RAM) و حافظهٔ فقط‌خواندنی (ROM)، تایمر، پورت‌های ورودی و خروجی (I/O) و درگاه ترتیبی (Serial Port پورت سریال)، درون خود تراشه است، و می‌تواند به تنهایی ابزارهای دیگر را کنترل کند. به عبارت دیگر یک میکروکنترلر، مدار مجتمع کوچکی است که از یک CPU کوچک و اجزای دیگری مانند تایمر، درگاه‌های ورودی و خروجی آنالوگ و دیجیتال و حافظه تشکیل شده‌است. میکروکنترلر (MCU) در واقع یک کامپیوتر بسیار کوچک است که بر روی یک تراشه (IC) نیمه هادی قرار داده شده است. طبق تعاریف جدید میکروکنترلر نوعی SoC (System On a Chip) است. به زبان ساده تر یک میکروکنترلر یک تراشه است که دارای قسمت های مختلفی مانند پردازنده (CPU)، رم (Ram)، تعدادی پین (پایه) ورودی و خروجی و همچنین مقداری حافظه قابل برنامه ریزی (Programmable Memory) است. برنامه نویسان می توانند برنامه مورد نظرخود را بر روی حافظه قابل برنامه ریزی میکروکنترلر (MCU) قرار دهند. طبق برنامه کاربر می تواند تعریف کند اگر شرایط خاصی در ورودی های میکروکنترلر اتفاق افتاد ، در خروجی اتفاق خاصی بیفتد. میکروکنترلر (Microcontroller) ها برای ساخت امبدد سیستم ها (Embedded Systems) به کار گرفته می شوند.

بخش های مختلف میکروکنترلر :

Cpu واحد پردازش

Alu واحد محاسبات

I /O ورودی ها و خروجی ها

Ram حافظه اصلی میکرو

Rom حافظه ای که برنامه روی آن ذخیره می گردد

Timer برای کنترل زمان ها

 خانواده های میکروکنترلر:

 Pic 

AVR 

8051

یک میکروکنترلر چگونه برنامه ریزی می شود ؟

میکرو کنترلر ها دارای کامپایلرهای خاصی می باشد که با زبان های Assembly basic, c می توان برای آنها برنامه نوشت سپس برنامه نوشته شده را توسط دستگاهی به نام programmer که در این دستگاه ای سی قرار می گیرد و توسط یک کابل به یکی از در گاه های کامپیوتر وصل می شود برنامه نوشته شده روی آی سی انتقال پیدا می کند و در Rom ذخیره می شود.

 با میکرو کنترلر چه کارهایی می توان انجام داد ؟

این آی سی ها حکم یک کامپیوتر در ابعاد کوچک و قدرت کمتر را دارند بیشتر این آی سی ها برای کنترل و تصمیم گیری استفاده می شود چون طبق الگوریتم برنامه ی آن عمل می کند این آی سی ها برای کنترل ربات ها تا استفاده در کارخانه صنعتی کار برد دارد.

 امکانات میکرو کنترلرها :

امکانات میکرو کنترلرها یکسان نیست و هر کدام امکانات خاصی را دارا می باشند و در قیمت های مختلف عرضه می شود.

 شروع کار با میکرو کنترلر:

برای شروع کار با میکرو کنترلر بهتر است که یک زبان برنامه نویسی مثل c یا basic را بیاموزید سپس یک برد programmer تهیه کرده و برنامه خود را روی میکرو ارسال کنید سپس مدار خود را روی برد برد بسته و نتیجه را مشاهده کنید.

 مقایسه خانواده های مختلف میکرو وکنترلرها:

خانواده 8051 :

این خانواده از میکرو کنترولر ها جزو اولین نوع میکرو کنترولر ها یی بود که رایج شده و جزو پیشکسوتان مطرح می شود. معروف ترین کامپایلر برای این نوع میکرو keil یا franklin می باشد میکرو های این خانواده به نوسان ساز نیاز مند هستند و درمقابل خانواده pic یا AVR از امکانات کمتری برخور دار می باشد معروف ترین آی سی ها این خانواده 89S51 یا 89C51 می باشد.

خانواده AVR :

این خانواده از میکرو کنترلرها تمامی امکانات 8051 را دارا می باشد و امکاناتی چون ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) – نوسان ساز داخلی و قدرت و سرعت بیشتر – EEPROM (حافظه) از جمله مزایای این خانواده می باشد مهم ترین آی سی این خانواده Tiny و Mega است.

خانواده pic :

این خانواده از نظر امکانات مانند AVR می باشد و در کل صنعتی تر است .

 مزایای میکرو کنترلر نسبت به مدار های منطقی :

1- یک میکرو کنترلر را می توان طوری برنامه ریزی کرد که کار چندین گیت منطقی را انجام دهد.

2- تعداد آی سی هایی که در مدار به کار میرود به حداقل می رسد.

3- به راحتی می توان برنامه میکرو کنترلر را تغییر داد و تا هزاران بار می توان روی میکرو برنامه های جدید نوشت و یا پاک کرد.

4- به راحتی می توان از روی یک مدار منطقی کپی کرد و مشابه آن را ساخت ولی در صورتی که از میکرو کنترلر استفاده شود و برنامه میکرو را قفل کرد به هیچ عنوان نمی توان از آن کپی گرفت.

تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر

میکروپرسسور یک پردازنده است و برای کار باید به  آن چیپ های حافظه و چیز های دیگری را اضافه کرد این امکان در صورتی کاربردیست که بر حسب کارمان حافظه مناسب و دیگر قطعات را مانند تایمرها و غیره به تعداد و کاربرد دلخواه استفاده کنیم. در این صورت مدار پیچیده تر خواهد بود و از لحاظ  هزینه هم هزینه بیشتری خواهد داشت. به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده می شود اما این روزها میکرو کنترلر های جدید با حافظه های زیاد  تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد آن ها بر حسب این امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

کاربرد میکروکنترلرها

میکروکنترلر برای کاربردهایی که در آن‌ها قیمت و اندازه سیستم مهم است، مناسب است. زیرا اضافه کردن حافظه، پورت I/O تایمرها و مدار واسط لازم به میکرپروسسور سبب افزایش قیمت و اندازه سیستم می‌شود. میکروکنترلرها به‌طور گسترده‌ای در تولید سیستم‌های تک‌منظوره به کار می‌روند. منظور از سیستم تک‌منظوره سیستمی است که از میکروکنترلر یا میکرپروسسور فقط برای یک کار استفاده می‌کند. مانند پردازنده درون یک موس که تنها به منظور یافتن مکان اشاره گر موس و ارسال آن به PC برنامه‌ریزی شده‌است. این سیستم‌ها در مقابل سیستم‌های چند منظوره قرار می‌گیرند. که نمونه بارز آن یک PC است که می‌تواند برای کاربردهای متعدد و گوناگونی همچون واژه‌پردازی، بازی‌های ویدئویی، سرویس شبکه و ... مورد استفاده قرار گیرد. این توانایی PC در اجرای کارهای گوناگون به دلیل وجود سیستم عاملی است که نرم‌افزار کاربردی را در RAM بار می کند تا PC بتواند آن را اجرا کند. اما در یک سیستم تک‌منظوره تنها یک نرم‌افزار کاربردی موجود است که معمولاً درROM نوشته می‌شود. چند نمونه ساده از وسایلی که در ساخت آن‌ها از میکروکنترلرها استفاده شده‌است، عبارت اند از کنترل از راه دور تلویزیون، تلفن، دوربین فیلمبرداری، فاکس، چاپگر، دستگاه فتوکپی،سیستم‌های حفاظتی، دزدگیر و سیستم‌های کنترل صنعتی.

ماژول الکترونیکی یک برد تشکیل شده از قطعات الکترونیکی مختلف است. سنسور می تواند کمیت هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیت های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند.

فناوری روز به روز پیشرفت می‌کند و در عین حال شتاب بیشتری به خود می‌گیرد. اما یکی از قسمت‌هایی که سازندگان بیشترین مانور را روی آن می‌دهند صفحه نمایش است.