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風向的測定對于地理科學的研究起到了十分重要的作用，現(xiàn)在“風向”這個指標已經(jīng)運用到各行各業(yè)中了。

 圖 1 所示是創(chuàng)新風向儀的結(jié)構(gòu)模型圖，我們將灰度傳感器固定在舵機上，實現(xiàn)風向儀的主動掃描。當灰度傳感器檢測到感應條時，舵機就會停止，并反饋其停止位置的度數(shù)。

制作所需材料如附表所示，本次制作采用的舵機是 180°舵機，怎樣實現(xiàn)360°掃描呢？我們將感應條預先一端涂成灰色，另一端涂成白色，并將感應條與風向標通過鋼絲（D=4mm）連接，它會隨著風向標轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。

檢測時，當灰度傳感器掃描到白色端時，直接輸出當前舵機度數(shù)；當灰度傳感器掃描到灰色端時，就在當前舵機值上加上 180°再進行輸出，從而達到 360°的全方位判斷。

程序流程如圖 2 所示。 

在該程序的檢測部分，由于我們使用的是模擬量灰度傳感器，所以將灰度值預設(shè)為 3 個區(qū)間：0 ～ 60 對應感應條的白色端；61 ～ 500 對應感應條的灰色端；大于500 對應舵機未檢測到感應條，此時舵機將持續(xù)轉(zhuǎn)動。

我們采用 OLED 屏幕顯示風向儀所測量的數(shù)據(jù)，并實時記錄數(shù)據(jù)。

測試結(jié)果基本實現(xiàn)了最初的設(shè)計目標，能較好地滿足預想的需求。主要特點如下。

（1）通過舵機搭載灰度傳感器主動對風向進行檢測，不同于傳統(tǒng)的被動接受。

（2）僅用 1 個舵機和 1 個灰度傳感器，實現(xiàn)對風向的精確測定。

（3）結(jié)構(gòu)簡單、材料廉價，大大節(jié)省了儀器成本。

（4）達到了 1°的測量精度，其精度提高到原有風向儀的 45 倍。

本次研發(fā)就地取材，用的是 180°舵機，如果我們能將感應條改進為 3 端甚至多端感應條，以減小舵機掃描角度，可以避免舵機工作時不能完全由 0°轉(zhuǎn)到180°的問題。