2019/10/19(土曜日) 曇り
ベローズを使った気圧計を工作している。
きっかけはマイコン(ESP32)とBME280という温湿度・気圧センサーを組み合わせた
気象観測装置?を作ったことだった。
この気象観測装置はソフトウェア(Arduinoスケッチ)で動作させる。
センサーを動作させるにはI2C通信とかいう難しいテクニックが必要で、いろいろ試行錯誤を
繰り返して何とか動作させることができた。
でもプログラムはメーカーのサンプルプログラムを丸ごとコピーして使っている。
コードを見てもチンプンカンプンで何が何だかさっぱりわからない。
これではちょっとつまらない気もする。
それじゃぁ、仕組みも動作も理解できる気圧計を作ってみよう、ということでこんなものを
工作することになった。
(以上前置き・・・相変わらず前置きが長いねっ。)
気圧の検出にはベローズを使う。(アネロイド気圧計と同じかな?)
低気圧、高気圧によって膨らんだり縮んだり、変形するベローズの動作をリンクで結合した
光センサー(CdS)で検出して出力とする方式だ。
図のように光源のLEDと受光するCdSの間に光線を遮るシャッターを置き、そのシャッターを
ベローズの動きで駆動されるリンクで動かして光線量を変化させるというものだ。
それには先ず気圧の変化でシャッターがどのくらい動くのか? がわからなくてはならない。
そこでベローズとリンク機構を気密箱に納めて口から空気を吹込んだり、空気を吸い出したりして
加圧・減圧して確認してみた。
シャッターが取り付けられるリンク部分に矢印(指針)を貼りつけ、目盛板を置いて動く量を確認する。
目盛は1mm間隔にしてある。
ベローズ・リンク機構を気密箱(100円ショップで仕入れたフィギュアケース)に入れる。
(ケースを気密状態にするのはとても大変です。)
ベローズのリンクはベローズの変形を約15倍に拡大して指針を動かす。。
そして高圧時は約1120hPa、低圧時は950hPaぐらいの圧力をかけてみた。
そのとき指針は5mmぐらいの移動をした。
そんなテストの様子を動画でご覧ください。
指針(シャッター)の動きは5mm以上もある。
以前、手動によるシャッター動作とCdSセンサーの出力を確認した実験ではシャッターの動きは1mm以下で十分だった。
今回のように5mmも動いたらCdSの出力は飽和してしまうかもしれない。
リンクの拡大倍率を小さくする必要があるかもしれない。