センサーの開発
風力発電計開発
風力発電計とは？
風によってプロペラを回転させ、タービン(DCモータを使用)を回し電圧を発生させる。その電圧を測定し表示させることで、風によってどれくらいの電力を得られたかを視覚化する回路。
必要なステップ
- 1,モーターを回し得た電圧を整流する(そのままではノイズがひどく電圧値が安定しない)
- 2,電圧をAD変換(アナログデジタル変換)し、電圧をマイコン内で認識する
- 3,認識した電圧値をデジタル表示をする
以上の少なくとも3つの回路が必要である。ちなみにこの風力発電計回路が完成すれば、あらゆるセンサ(圧力センサー、温度センサー、光センサー)などに応用することができる、非常に発展性のある回路である。
今日行ったこと
1,モーターを回し得た電圧を整流を行った。まず、モーターにプロペラを取り付け、オシロスコープで電圧を測定した。すると0～40[mV]程度の非常に小さい値の電圧が測定された。しかし、波形は非常に乱れていた。 そこでまずは40[mV]の電圧を少なくとも1[V]以上、すなわち測定できる値まで増幅すためオーディオパワーアンプ(NJM386)を用いて200倍の利得が得られるような増幅回路を製作した。
使った部品
- NJM386(アンプ)
- 無極性コンデンサ(0.05[uF],10uF)
- 極性コンデンサ(250[uF])
- 可変抵抗(10[kΩ])
- 抵抗(10[Ω])
実際に使用した結果、ノイズがひどい、あるいは全く反応しないという二つのパターンであった。
問題点
- アンプによる増幅は理論的には無限大に増幅できるが、実際はある値(これはアンプの種類、使用する回路のコンデンサの電気容量、抵抗の値による)を超えると発振してしまう
- コネクタを多く使用する必要があり接触不良の問題が数多く発生する
- 一言で増幅といっても、好きな電圧を発生させることは難しく動作しているかどうかを調べるのが困難である
- モータにより発生した電圧は交流の波形であったためブリッジ回路を用いて直流に変換する必要がある
4についてはブリッジ回路を作り整流を行ったが、測定してみると逆にノイズを増やしてしまった。 他の問題点に関しては次回以降に対処していきたい。
