Medición de la dirección del viento - descripción de una veleta¶
La dirección del viento es detectada con una veleta. Existen varios modelos de veleta en relación con la medida que dan y la forma de darla. Algunas dan una señal analógica (generalmente una tensión entre 0 y 10 V) que es proporcional al angulo respecto de una referencia dada. Otras incorporan un codificador angular con una linea de comunicaciones a través de la cual dan la medida de ese angulo directamente en forma numérica.
Otras veletas tiene una estructura más simple y proveen una señal digital cuyo "ciclo de trabajo" ("duty cycle" en inglés) corresponde con el "error de orientación" entre una referencia, dada por su base que es fija, y la veleta propiamente dicha. El siguiente video muestra su funcionamiento.
La parte móvil acaba en un disco no completo, con un angulo sólido de menos de 180 grados. Pongamos (180 -5) grados. este disco interrumpe o deja pasar la luz imitada con el led de un dispositivo que consiste en un led y un foto-detector. La salida de este foto-detector es la que se muestra en el osciloscopio de la figura anterior.
La señal generada por la veleta es una señal digital que presenta la medida de la desorientación de la góndola, es decir, de la diferencia entre la orientación de la góndola y la dirección del viento. Es una señal oscilante cuyo "ciclo de trabajo" ("duty cycle" en inglés) es la medida de esta diferencia de ángulos. El "ciclo de trabajo" de una señal periódica es la relación entre el tiempo en que la señal está en estado "On" respecto al periodo de dicha señal.
La veleta es un dispositivo que se comporta como un péndulo excitado por el viento en vez de por la gravedad. Como se puede apreciar en el vídeo anterior, el detector fotoeléctrico recibe señal cuando el camino de su luz no es entorpecido por el semicírculo asociado a la veleta, lo cual depende del punto de oscilación de la misma y de su posición relativa respecto a su base, que está fija a la Góndola. El siguiente gráfico muestra 4 situaciones que ilustran estos conceptos.
Texto disponible con la licencia
Texto disponible con la licencia
Como se ve cuando la señal de la veleta está siempre en On o en Off, la desorientación es mayor que el angulo de oscilación de la veleta (es decir, es grande). Cuando esta señal oscila entre On y Off, su "relación de aspecto" (duty cycle en inglés) permite medir con precisión la desorientación. Cuando la relación de aspecto es del 50%, la diferencia es 0º.
La medida de la desorientación mediante dispositivo requiere de un circuito que haga un tratamiento estadístico de estas tres situaciones (siempre en On, siempre en Off y oscilando), y, en el caso de que oscile, que haga una medida de su relación de aspecto.