Anemometre: Rüzgar Hızı Sensörü Nedir, Nasıl Çalışır?

Anemometre Nedir?

Anemometre, kelimenin tam anlamıyla “rüzgar ölçer” (Yunanca anemos “rüzgar” ve metron “ölçü” kelimelerinden), atmosferdeki rüzgarın hızını ölçmek için kullanılan bir sensördür. Meteoroloji (hava durumu) istasyonlarının, rüzgar türbinlerinin, denizciliğin ve hatta dron operasyonlarının vazgeçilmez bir parçasıdır.

Basit bir ifadeyle, rüzgarın ne kadar “hızlı” estiğini bize sayısal bir değer (örn: km/s, m/s, knot) olarak söyler.

Anemometre Çeşitleri Nelerdir?

Farklı çalışma prensiplerine dayanan birçok anemometre türü vardır:

1. Kepçeli Anemometre (Cup Anemometer):
   • Bu, hobi ve maker projelerinde (Arduino, Raspberry Pi) en sık kullanılan tiptir.
   • Genellikle üç veya dört adet yarım küre şeklinde “kepçe” içerir.
   • Rüzgar bu kepçelere çarpar ve merkezi bir mili döndürür.
   • Dönüş hızı, rüzgar hızıyla doğru orantılıdır.
2. Pervaneli Anemometre (Vane Anemometer):
   • Daha çok el tipi rüzgar ölçüm cihazlarında bulunur.
   • Küçük bir yel değirmeni veya pervaneye benzer.
   • Çalışması için doğrudan rüzgara dönük olması gerekir.
3. Sıcak Telli Anemometre (Hot-Wire Anemometer):
   • Çok hassas ölçümler için (örn: laboratuvarlar, havalandırma kanalları) kullanılır.
   • Isıtılan ince bir telin rüzgar tarafından ne kadar hızlı soğutulduğunu ölçerek çalışır.
4. Ultrasonik Anemometre:
   • Hareketli bir parçası yoktur.
   • Birbirine bakan sensörler arasında ultrasonik ses dalgalarının ne kadar hızlı (veya yavaş) seyahat ettiğini ölçer.
   • Rüzgar hızı ve yönünü aynı anda 2D veya 3D olarak ölçebilir.

Hobi Tipi (Kepçeli) Anemometre Nasıl Çalışır?

Arduino veya ESP32 projelerinde kullanılan popüler rüzgar sensörleri genellikle kepçeli tiptedir ve darbe (pulse) üreterek çalışır.

• Çalışma Prensibi: Kepçelerin döndürdüğü mil, içeride bir mıknatısı hareket ettirir. Bu mıknatıs, her tam turda (veya turun belirli bir kesrinde) bir Reed sensörünü (manyetik anahtar) veya Hall Effect sensörünü tetikler.
• Çıktı: Bu tetikleme, bir elektronik darbe (pulse) üretir.
• Bağlantı: Bu sensörler genellikle 3 kabloya sahiptir: VCC (Güç), GND (Toprak) ve Signal (Sinyal/Pulse). (Popüler hava durumu kitleri genellikle RJ11 konnektör kullanır).
• Hesaplama: Bizim görevimiz, belirli bir zaman aralığında (örneğin 1 saniye) bu sinyal pininden kaç adet darbe (pulse) geldiğini saymaktır.

Örnek: Sensörünüzün veri sayfasında (datasheet) “1 pulse/s = 2.5 km/h” gibi bir ifade yazar.

Bu şu demektir: Eğer 1 saniye içinde 1 adet darbe sayarsanız, rüzgar hızı 2.5 km/s’dir. Eğer 1 saniyede 10 darbe sayarsanız, rüzgar hızı 10×2.5=25 km/h’dir.

Arduino/ESP32 ile Nasıl Kullanılır?

Rüzgar sensöründen gelen darbeleri saymanın en güvenilir yolu, mikrokontrolcünün kesme (interrupt) pinlerini kullanmaktır.

1. Sensörün Sinyal (Signal) pini, Arduino’nun D2 veya D3 gibi bir interrupt pinine bağlanır.
2. attachInterrupt() fonksiyonu kullanılarak, her darbe geldiğinde (genellikle RISING kenarda) bir sayacı artıran küçük bir fonksiyon tetiklenir.
3. Ana döngüde (loop), belirli aralıklarla (örn: 2-3 saniyede bir) bu sayacın değeri okunur, rüzgar hızı hesaplanır ve sayaç sıfırlanır.

Rüzgar Yönü Nasıl Ölçülür? (Wind Vane)

Anemometreler genellikle rüzgarın yönünü ölçen Rüzgar Gülü (Wind Vane) ile birlikte satılır. Rüzgar gülü, anemometreden tamamen farklı çalışır:

• Rüzgar gülü, farklı yönlere (Kuzey, Güney, Doğu, Batı ve ara yönler) karşılık gelen farklı direnç değerleri üreten bir potansiyometre sistemidir.
• Bu cihaz bir analog sinyal verir. Arduino’nun analog pininden (A0 gibi) okunan voltaj değerine bakarak rüzgarın hangi yönden estiği anlaşılır.

Anemometre, rüzgar hızını ölçmek için kullanılan kritik bir sensördür. Hobi projeleri için en yaygın olan kepçeli tip, rüzgarın dönüş hızına göre darbeler (pulse) üretir. Bu darbeleri bir mikrokontrolcü ile sayarak rüzgarın hızını km/s veya m/s cinsinden kolayca hesaplayabiliriz.

ESP32 (Arduino IDE) Örnek Kodu (Interrupt ile)

Gerekli Kütüphane: Yok.

//muratdonmez.com.tr
#define WIND_SENSOR_PIN 4

// 'volatile' olmali cunku interrupt icinde kullanilacak
volatile unsigned long pulseCount = 0;
const int MEASUREMENT_INTERVAL_MS = 5000; // 5 saniyede bir ölc
unsigned long lastMeasurementTime = 0;

// *** INTERRUPT FONKSIYONU ***
// Pinde her darbe (dusen kenar) olduğunda BU FONKSIYON CAGIRILIR
void IRAM_ATTR windPulseISR() {
  pulseCount++;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Rüzgar Hızı Ölçer Başlatıldı.");

  pinMode(WIND_SENSOR_PIN, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(WIND_SENSOR_PIN), windPulseISR, FALLING);
}

void loop() {
  if (millis() - lastMeasurementTime >= MEASUREMENT_INTERVAL_MS) {
    detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(WIND_SENSOR_PIN)); // Sayimi durdur

    // Frekansi hesapla (Hz = Saniyedeki darbe sayisi)
    float pulseHz = (float)pulseCount / (MEASUREMENT_INTERVAL_MS / 1000.0);
    pulseCount = 0; // Sayaci sifirla
    lastMeasurementTime = millis();

    // Sayimi tekrar baslat
    attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(WIND_SENSOR_PIN), windPulseISR, FALLING);

    // *** KENDI SENSORUNUZUN FORMULUNU GIRIN ***
    // Ornek formul: 1 Hz = 2.4 km/h
    float windSpeed_kmh = pulseHz * 2.4;

    Serial.print("Rüzgar Hızı: ");
    Serial.print(windSpeed_kmh);
    Serial.println(" km/h");
  }
}

Eğer akıllı ev, IOT projeleri ile ilgili sorularınız veya yapmak istediğiniz bir projeniz varsa, yedek alma ve yedekten dönme planınız veya felaket kurtarma planınız yoksa, işletmeniz için nasıl bir Sunucu, Bilgisayar veya Kesintisiz Güç Kaynağı seçmeniz gerektiğini bilmiyorsanız danışmanlık hizmetlerimden faydalanmak isterseniz bana WhatsApp üzerinden ulaşabilirsiniz.

İlgili Yazılar

• DS18B20 (Dijital Sıcaklık Sensörü)
• DHT11 / DHT22: Doğru Sıcaklık ve Nem Sensörünü Seçme Rehberi
• BME280: 3’ü 1 Arada Yüksek Hassasiyetli Ortam Sensörü
• BME680: Evinizdeki Havayı Kapsamlı Analiz Edin
• BMP388 ve BMP180: İrtifa ve Basınç Sensör Rehberi
• BH1750 Dijital Işık Sensörü: Lüx (Lux) Ölçer Rehberi
• TDS Sensörü: Su Kalitesi ve PPM Ölçer Rehberi

Sık Sorulan Sorular

• Anemometre nedir ve ne işe yarar?
  Anemometre, rüzgarın hızını (şiddetini) ölçen bir meteoroloji sensörüdür. Hava durumu takibi, rüzgar enerjisi ve denizcilik gibi alanlarda kullanılır.
• Arduino ile kullanılan kepçeli anemometreler nasıl çalışır?
  Bu sensörler, rüzgarla dönen kepçelerin ürettiği manyetik darbeleri (pulse) sayarak çalışır. Genellikle bir Reed sensörü veya Hall Effect sensörü kullanırlar. Rüzgar ne kadar hızlıysa, saniyede o kadar fazla darbe (pulse) üretilir.
• Rüzgarın hızını ve yönünü aynı sensör mü ölçer?
  Genellikle hayır. Anemometre (kepçeli kısım) hızı ölçer. Rüzgar Gülü (kuyruklu kısım) ise yönü ölçer. Rüzgar gülü, farklı yönler için farklı analog direnç değerleri üreterek çalışır.
• Ultrasonik anemometrenin avantajı nedir?
  Ultrasonik anemometrelerin hareketli bir parçası (kepçe veya pervane) yoktur. Bu da onların donma, kırılma veya sürtünme gibi sorunları olmadığı anlamına gelir. Daha az bakım gerektirirler ve genellikle yönü de 2D veya 3D olarak aynı anda ölçebilirler.
• Anemometre verisi nasıl hesaplanır?
  Sensörün veri sayfasına (datasheet) bakılır. Orada “X darbe/saniye = Y m/s” gibi bir dönüşüm faktörü belirtilir. Mikrokontrolcü ile saniyedeki darbe sayısı sayılır ve bu faktör ile çarpılarak gerçek rüzgar hızı bulunur.