M5Stackがスタックできる超音波風速計

完成 2022.09.12 公開（2023.06.05 更新） visibility6232

完成

2022.09.12 公開（2023.06.05 更新） visibility6232

M5Stackが乗っかる超コンパクトな超音波式風向風速計です。
自由なプログラミングでいろんな風速センシングアプリケーションをつくることができます。

link https://strvsn.net/ulsa

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第2位M5Stack Japan Creativity Contest 2022

動画

開発素材: デバイス

M5Stack

Arduino

STM32

M5Stack Core2

ツール

PlatformIO

Fusion360

3Dプリンター

システム構成

M5Stackが搭載できる超音波式風向風速計です。超音波風向風速計 "ULtraSonic Anemometer" からULSA（アルサ）と名付けました。

超音波式風速計は超音波送受信機から超音波を往復で発振し、その到達時間の差から風速を演算することができます。

風速計の機能はSTM32で構築しており、完結したコンパクトなモジュールになっています。

上部に取り付けられるM5StackはGUI表示をしたり、データをストレージにロギングしたり、通信機能を追加するなど、使う人の用途に応じて自由にカスタマイズすることができます。

This is an M5Stack stackable ultrasonic anemometer. The name "ULSA" comes from "ULtraSonic Anemometer".

The ultrasonic anemometer transmits ultrasonic waves back and forth from an ultrasonic transducer and calculates wind speed from the difference in arrival time.

The anemometer functions are compactly built with STM32.

M5Stack can be used for GUI display, logging data to storage, and communication functions can be added, and can be freely customized according to the user's application.

超音波風速計は従来使われてきた、

風車（風杯）式風速計
熱線式風速計
ピトー管式風速計

それぞれの風速計の弱点を克服しています。

Ultrasonic anemometers overcome the weaknesses of conventionally used anemometers.

Windmill (wind cup) anemometers

Hot-wire anemometers

Pitot tube

気象庁のアメダスも昨年、風車式から超音波式風速計への更新が始まり、タイムリーな風速センシング技術です。

しかし、これまでは主に気象観測や産業・研究用途にしか導入されておらず、非常に高価なセンサーでした。

昨今、ドローンやロボット、IoTなど様々な分野、あらゆる項目に関する高精度センシングの需要が増してきていますが、「風のセンシング」に関しては古典的もしくは非常に大掛かりな装置に留まっていました。

ULSAを使えば、これまでに実現することが難しかった風速センシングアプリケーションを実現できるかもしれません。

It was only last year that the Japan Meteorological Agency's anemometers were switched to ultrasonic anemometers. Thus, ultrasonic anemometers are the latest wind speed sensing technology.

However, ultrasonic anemometers have been used only for weather observation and research applications and were very expensive.

Today, there is an increasing demand for high-precision sensing in various fields such as drones, robotics, and IoT, but devices related to anemometry have been classic and large.

I believe that ULSA is a device that can solve the problems of wind sensing.

MJF 3Dプリンターで筐体を作製！

風速計の筐体はMJF(MultiJet Fusion)方式の3Dプリントを採用することで、高品質かつ強度異方性のない筐体に仕上げることができました。

The anemometer housing uses MJF 3D printing technology, which enables high quality and strength housing.

内蔵9軸センサーで風向補正もできる！

風速計には、Bosch製のBNO055 9軸センサーも内蔵されていて、風速計の設置方向を磁北に正しく合わせることができます。

また、移動したり回転したりするアプリケーションでは設置方向を気にしなくても、常に磁北に対する風向を取得することができます。

The anemometer has a built-in 9-axis sensor to correctly orient the anemometer to magnetic north.

By activating the compass, wind direction relative to magnetic north is always available, even in moving and rotating applications.