風向計の製作 - JA7ZFのブログ

　暫くの間モノづくりをしていなかったので、少し禁断症状？が出て来ました。　そこで何を作ろうかと思案していたのですが、ふと思いついたのが風向計でした。　屋外に風向センサー（矢羽根というらしい）を置き、室内では無線用アンテナローテーターのコントローラー表示板にLED8個を埋め込んで、風向きに応じて点灯させるという構想です。　先ずはネット通販サイトで安い屋外機（矢羽根）を探しました。　すると風向によって出力電圧を変化させるというのがあり、価格も2千円以下という超安値の物が見つかりました。　この値段なら例え失敗しても諦めがつきそうなので即発注です。　

　３～４日ほどで品物が到着したので、すぐ動作をテストしてみました。

　　　↓　電圧を加えて矢羽根を手で回し、出力電圧の変化を計ってみる。　

　電源電圧15Vで矢羽根を手でゆっくり右回ししてみると、大体４５度回る毎に０V → 0.8V →1.6V ・・・と上がっていってラストは5.6V → ０V → 0.8Vと出ます。　平均的には0.8V/45°の様ですが、上に行くと少し詰まって来るようです。（要するに純粋に均等ではない）　これなら何とか行けそうだと思い、次は室内用表示部の回路を考えます。　最初に考えたのはウィンドウコンパレータを連ねて電圧に応じて決められたLEDを点灯させるやり方でした。　しかし、回路を描くのは簡単でも作るのは面倒だし、もっと楽に出来る方法はないかという気になり、仲間のGYPさんにお助けを乞うたところ、「某パーツ屋さんで売っているオーディオ用レベルメーターキットが利用出来そうでは？。」との提案です。　なるほどキットも500円台と安いし、先ずは取り寄せてみよう！　現物を見てから考る・・・で、これも即発注。　

　翌日には到着したので即組立て、矢羽根と接続してテストしてみます。　ここでハタと気が付いた事。「レベルメーターは入力０VではLEDは1個も点灯しないんだった。」

レベルメーター側の IC は、内部での抵抗分割によって電圧が配分されるので、0Vでも点灯するように調整はできません。　矢羽根の出力電圧は０Vからなので、この０Vでレベルメーターの最初のLEDを点灯させて、順次上のLEDを点灯させていく必要があります。　そこで追加回路として、単一電源オペアンプICを使った簡単な加算回路を通して、０Vが来たら0.8Vが出て、0.8Vが来たら1.6Vが出るように（つまりは矢羽根から来る電圧+0.8Vが出るようにしたという事）組み合わせて使う事にしました。

↓　左がレベルメーターキット（付属の10連LEDはテストの為つけているが、

　　これは使わない）　　　　　　　　　　　　　↓　右が急遽作った加算回路　　　　

　ここで矢羽根を時計回りにゆっくりと回して、加算回路を通した後の電圧と方位の関係を以下の様になります。（多少の電圧高低はありますが）

0.8V=北, 1.6V=北東, 2.4V=東, 3.2V=南西, 4.0V=南, 4.8V=南西, 5.6V=西, 6.4V=北西

　矢羽根、加算回路、レベルメーターを接続して電源を入れ、動作確認とレベル合わせをします。　矢羽根を時計回りに回して入力電圧を上げていくと写真では左のLEDから順次に１→２→３と1個ずつ点灯していく筈ですが、実際にやってみると矢羽根の出力電圧にバラツキや不均一性により、１→２→３→４と順に点灯して行って次に６に飛んで行ったりします。　今回作ったのも正に１→２→３→４→６→７→８→10という結果なので、これに合わせて8方向のLEDへ配線をします。

　　↓　アンテナの回転コントローラーにLEDを取り付ける為に中身を出す。