1. Mesurer la vitesse du vent avec des capteurs ultrason

    Un petit SR04 pour mesurer la vitesse du vent

    Voici un mini compte-rendu d'une petite expérimentation de la semaine dernière. C'est mon génial physicien de frangin qui m'a parlé d'une méthode pour mesurer la vitesse (et direction !) du vent (c'est à dire de l'air) avec des capteurs ultra-son... L'idée est de mesurer la vitesse de propagation d'un (ultra) son entre deux points, dans un sens puis dans l'autre. Le son étant porté par l'air, s'il va plus vite de A vers B que de B vers A, alors l'air est en mouvement de A vers B !

    En deux équations c'est presque plus clair. Dans un mode à une dimension, on note:

    • \(c\): la vitesse du son dans l'air (immobile),
    • \(v\): la vitesse de l'air (positif dans le sens A vers B),
    • \(d_{AB}\): la distance entre A et B;

    Alors on peut calculer le temps de propagation de A vers B (\(t_{A \rightarrow B}\)) et de B vers A (\(t_{B \rightarrow A}\)):

    \begin{align} t_{A \rightarrow B} &= \frac{d_{AB}}{c + v} \\ t_{B \rightarrow A} &= \frac{d_{AB}}{c - v} \end{align}

    Il est facile de combiner ces équations pour avoir \(c\) et \(v\):

    \begin{align} c &= \frac{d_{AB}}{2} ( \frac{1}{t_{A \rightarrow B}} + \frac{1}{t_{B \rightarrow A}} ) \\ v &= \frac{d_{AB}}{2} ( \frac{1}{t_{A \rightarrow B}} - \frac{1}{t_{B \rightarrow A}} ) \\ \end{align}

    Donc, on met deux capteurs ultrason l'un en face de l'autre, on mesure \(t_{A \rightarrow B}\) et \(t_{B \rightarrow A}\) et on a la vitesse du vent !

    Voici ce que ça donne dans une petite mise en place quick&dirty:

    Au début, ventilateur éteint, on mesure un \(v\) entre \(0.15\) m/s et ...

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