ESFZ – Erlanger SchülerForschungsZentrum für Bayern

Bau und Forschung an einem Spulen Anemometer

In meinem Projekt geht es darum, mithilfe einer Spule die Windgeschwindigkeit zu messen. Dazu wurde die Spule erst 20 Minuten lang erhitzt und anschließend mit einem Windkanal 12 Minuten Wind über die Spule geleitet. Die Abkühlung der Spule wurde dann ausgewertet und untersucht. Als erstes habe ich versucht herauszufinden, was die optimalen Parameter der Spule für ein Windmessgerät sind. Dazu habe ich viele Versuche mit selbst gewickelten Spulen gemacht, die alle unterschiedliche Drähte und Geometrien hatten. Untersucht wurden verschiedene Drahtdurchmesser, Drahtmaterialien, Wicklungszahlen und Spulenkerne. Mit der „perfekten“ Spule habe ich dann den Einfluss der Windgeschwindigkeit auf die Abkühlung der Spule untersucht. Um nicht alle Messdaten per Hand aufschreiben zu müssen, habe ich mithilfe eines Arduino  mit Temperatursensor und SD-Karten Datenlogger den Messaufbau automatisiert. Der Arduino misst mit der Messsonde die Temperatur der Spule und speichert die Messdaten gemeinsam mit einem Zeitstempel auf der SD-Karte. Um jetzt aus der gemessenen Temperatur die Windgeschwindigkeit zu berechnen, habe ich diese Woche ganz viele Versuche mit verschiedenen Windgeschwindigkeiten (1 m/s bis 10 m/s) gemacht. Die Daten wurden dann an eine lineare Funktion gefittet und daraus eine Formel berechnet, mit der man die gemessene Temperatur  in Windgeschwindigkeit umrechnen kann. Um die Windgeschwindigkeit vom Messgerät schön ablesen zu können, habe ich ein LCD-Display an den Arduino angeschlossen und das Programm so umgeschrieben, dass es sobald die Spule genug erhitzt wurde und ein Schalter gedrückt ist, anfängt die Temperatur zu messen und sobald diese konstant ist, daraus die Windgeschwindigkeit berechnet und dann beides (Temperatur und Windgeschwindigkeit) auf dem Display ausgibt.  Somit ist es möglich mit der Temperatur die Spule die Windgeschwindigkeit zu messen.

Miriam Köstler