Diseño e implementación de un sistema de medición de la temperatura ambiental, velocidad y dirección del viento en base a sensores ultrasónicos

Abstract

El objetivo del proyecto es demostrar la influencia del viento y la temperatura del medio en la velocidad de transmisión de las ondas ultrasónicas, y aprovechar este efecto para desarrollar un anemómetro y termómetro. Los parámetros medidos son presentados en forma análoga y digital. Adicionalmente son almacenados en forma periódica. La configuración, monitoreo y descarga de datos es realizada a través de la interfaz serial RS-232. El sistema es controlado por el procesador de señales dsPIC30F3011, el cual produce una señal de 40KHz necesaria para la generación de la onda ultrasónicas, y permite medir el tiempo de vuelo de la señal mediante el conversor A/D integrado y un comparador externo. El sistema cuenta con cuatro transductores orientados en los ejes Norte-Sur y Este-Oeste. El tiempo de vuelo es medido en las cuatro direcciones posibles, con el fin de calcular la velocidad y la temperatura en cada uno de los ejes, a través de los algoritmos de la inversa de los tiempos de vuelo. Con las velocidades en cada eje se realiza una suma vectorial para determinar la dirección y velocidad total del viento. La temperatura se obtiene del promedio de las temperaturas medidas en cada eje.