Enregistreur de la Vitesse du Vent Autonome

                                                                   

                                                                                                        N° de dépôt: TN2024/0041

                                                                                                        DATE : 08/02/2024

        

                     I.          Description :

C’est un outil efficace pour mesurer la vitesse du vent dans différentes applications, telles que l'énergie éolienne, la navigation maritime, l'aviation, la météorologie, l'agriculture et la recherche scientifique.

 On a focalisé notre travail dans le domaine de l’énergie éolienne et on a essayé d’inventer un projet permettant d’enregistrer la vitesse du vent. Ce dernier représente désormais un facteur clé pour la maitrise d’énergie.

La présente invention est capable de mesurer et enregistrer la vitesse du vent à des intervalles réguliers. Ce dispositif est équipé d’un anémomètre qui capte la force du vent et la convertit en signaux électriques qui seront ensuite traités par un microcontrôleur. Subséquemment, les données de la vitesse du vent seront stockées dans une carte mémoire SD (Secure Digital) pour une analyse ultérieure.

La source d’alimentation du dispositif est une batterie rechargeable en vue d’avoir un système autonome et portable. La recharge de la batterie peut se faire par un panneau solaire ou par une source d'alimentation externe.

 

                    II.    Fonctionnement :

Le fonctionnement du système se divise en trois composantes principales : l'alimentation, la lecture de la vitesse du vent et le traitement des données.

L’alimentation du système :

Le panneau solaire (4) est connecté au module chargeur (6) pour recharger la batterie (7) en énergie électrique. Cette énergie est utilisée pour alimenter la carte Arduino Pro Mini (1) et les autres modules.

En l'absence de soleil, le système sera alimenté par la batterie préalablement chargée. Le fonctionnement du système est également possible en utilisant l'entrée mini USB du module (6).

Lecture de la vitesse du vent :

Le vent fait tourner les coupelles de l’anémomètre (3) autour d’un axe vertical.

La plage de mesure de la vitesse du vent de cet anémomètre comprise entre 0 et 100 Km/h. Le mouvement de la rotation génère une tension qui varie de 0 à 1,2 V.

La carte Arduino Pro Mini (1) mesure cette tension à travers sa broche analogique A3 pour effectuer la conversion analogique numérique (CAD), procède au traitement de la donnée, puis enregistre le résultat dans la carte mémoire de type SD (8).

Traitement et enregistrement des données :

La carte Arduino Pro Mini (1) fonctionne comme l'unité de traitement et de calcul dans ce système. Avant de démarrer, elle effectue une vérification pour s'assurer de la connexion correcte du Module lecteur de carte SD (2) et du Module RTC (Real Time Clock) DS1307 (5).

Le module RTC (5) permet à la carte Arduino de se synchroniser avec l'heure et la date actuelles lors de l'initialisation du système.

Par la suite, la carte Arduino Pro Mini (1) capte le signal analogique de l'anémomètre (3) et le transforme en données numériques selon la relation m/s=f(v) donnée par la figure suivante:

En utilisant la formule fournie dans la documentation du fabricant de l'anémomètre, on calcule la vitesse du vent.

Le programme exécuté dans le microcontrôleur crée un fichier de type texte dans la carte SD (2) enregistrant la date, l’heure et la valeur de la vitesse du vent toutes les 10 secondes.

La forme d’enregistrement des données se fait sous cette forme {Année/Mois/Jour, Heure : Minute : Seconde, vitesse du vent} comme le montre la figure suivante :  

       

Programmation du microcontrôleur par la carte Arduino Uno 

 Test de fonctionnement du Projet :

        

Vidéo du projet final :