De wind richtingsmeter of windvaan
 
Zo lang de mensen het land al bewerken en de zeeën bevaren om zich een plaats te verwerven heeft de wind een belangrijke rol in hun leven gespeeld. Wind was belangrijk voor de boeren. Het eerste wat elke boer deed was naar de lucht en in latere tijden naar de windwijzer kijken.
Want verandering van de windrichting was en is een voorbode van weersverandering. Welkome kennis in de strijd om het voorbestaan.
De windvaan op zeilschepen gaf de Vikingen en andere zeevaarders het vertrouwen om zich uit het zicht van de kust te begeven en nieuwe
werelden te ontdekken.
 
Toren der winden
Aan de oostelijke rand van de Agora staat de opvallende Toren der Winden. Deze 12 meter hoge toren dateert
uit de eerste eeuw voor Christus en werd gebouwd door de Syrische astronoom Andrónikos Kyrrestes.
De toren telt 8 hoeken, die verwijzen naar de windrichtingen. Bovenaan bevindt zich een fries waarop de mythologische winden zijn gebeeldhouwd. De Toren der Winden was zeer ingenieus voor zijn tijd.
Op de toren stonden zonnewijzers en in de toren bevond zich een wateruurwerk.

Torenhaan

De eerste torenhaan stamt uit 820 in Brescia (Italië). Bisschop Rampert liet een bronzen haan gieten voor de
toren van zijn kerk. Volgens de legende werd door de paus ongeveer duizend jaar geleden een decreet afgekondigd met de opdracht om iedere kerktoren te voorzien van een haan. Daarom schittert sinds de tiende eeuw de wakende haan van metaal op vele kerktorens. Vanaf de 13e eeuw werd de vaste opstelling langzaam aan vervangen door de beweegbare windhanen. Onder het wijzer is vaak een liggend kruis aangebracht, waaraan kan worden afgelezen wat die richting is: noord, oost, zuid en west.
 
Toren der winden
 
Torenhaan van Brescia
 
Moderne windwijzer
 
De windzak
 
De windzak
Een windzak is een eenvoudig instrument dat een indicatie van windrichting en -snelheid geeft. Het bestaat uit een koker van stof of flexibel plastic, aan het uiteinde voorzien van een verticaal geplaatste metalen ring die draaibaar rond een ophangpunt is bevestigd. Om de windzak goed zichtbaar
te maken heeft hij een opvallende kleur: oranje of rood/wit gestreept. Voor betere zichtbaarheid 's nachts en in de schemering worden windzakken vaak verlicht.

Het voornaamste doel van de windzak is het zichtbaar maken van de windcondities ter plaatse aan lucht- of wegverkeer.  Windzakken vervullen een belangrijke functie op vliegvelden en landingsplaatsen voor helikopters. Een vliegtuig moet namelijk tegen de wind in opstijgen en landen.
Beginnende piloten vergissen zich soms en moeten eraan denken dat de windzak geen wegwijzer is: ze moeten juist in de tegengestelde richting starten en landen.

Op grotere luchthavens krijgt de piloot zijn instructies natuurlijk van de verkeerstoren. Ook langs hooggelegen bruggen en viaducten vindt men vaak een windzak, om het wegverkeer te informeren over de sterkere wind die op die plaatsen kan optreden.
 
Er is ook een verkeersbord dat voor wind en windstoten waarschuwt - het toont een windzak.

De elektronische windrichting meter

Een elektronische windrichtingmeter kan op verschillende manieren worden gemaakt. De eenvoudigste manier is met 8 glasbuis schakelaars of reed contacten en 8 lampjes die de windrichting aangeven.

De reed contacten zijn als windsensoren geschikt om verscheidene redenen. Zij hebben geen spanning nodig omdat zij door middel van een magneet worden bekrachtigd en zij hebben een zeer hoge impedantie in de open staat en te verwaarlozen impedantie (150 m) wanneer gesloten. De reed contacten worden normaal geschat op een levensduur 100 miljoen of meer cyclus bij 50 V / 100 mA voordat zij defect gaan.
 
https://www.elektro-rama.nl/contents/media/l_reedcontact-maak.jpg
Reedcontact
 
Gray codeschijf
 
Op dit type zijn diverse varianten mogelijk zoals gebruik te maken van de Gray code schijf. Een Gray-code is een 4-bit binaire codering die als eigenschap heeft dat twee opeenvolgende getallen altijd maar één bit verschillen. Hierdoor kan er een schijf worden gemaakt die overeenkomt met
16 posities. Gray-codes kunnen toegepast worden waar bijvoorbeeld een mechanische positie omgezet moet worden naar een digitale code.
Als niet alle positiegevers exact gelijktijdig schakelen zal er geen onbedoelde tussenwaarde ontstaan. Bij deze schijf wordt er geen gebruik gemaakt van reedcontacten maar optische lichtschakelaar (opto-couplers). Deze opto-coplers hebben het voordeel dat deze geen veroudering kennen zoals een reedcontact, het nadeel is dat de elektronika spanning nodig heeft.
 
Schema met 8 reedcontacten
 
Schema met 4 opto-couplers
 
Ultrasoon windrichting meter
De eerste sonische windrichting meters zijn in de jaren '70 ontwikkeld, ze maken gebruik ultrasone geluids golven om windsnelheid en richting te meten. Hierbij wordt het tijdsverloop tussen het verzenden en ontvangen van een geluidspuls over een bepaalde afstand wordt gemeten.

Er zijn vier ultrasone omvormers die als twee paren recht tegenover elkaar worden geplaatst. De sensors staan als één paar op een lijn van het Zuiden naar het Noorden en het andere paar op een lijn van het Westen naar Oosten. Het gebrek aan bewegende delen maakt deze sensor geschikt voor geautomatiseerde weerstations. 
 
Werking van een ultrasoon windmeter - Bron: Delta Ohm
 
https://www.catec.nl/Uploads/Images/USM-4_606_medium.jpg
Ultrasoon windmeter
 
De tegenover elkaar geplaatste sensoren ( 4 in totaal) genereren en ontvangen het ultrasone geluid. Wanneer het windstil is heeft het signaal een bepaalde tijd nodig om de ontvanger te bereiken. Vindt er luchtverplaatsing plaats (er is wind aanwezig) dan zal het signaal iets afbuigen waardoor
de tijd langer wordt. Uit deze tijdsverandering wordt de windsnelheid berekend. Omdat er in een hoek ten opzichte van elkaar wordt gemeten door
de twee paren sensoren is het op basis hiervan tevens mogelijk om te bepalen waar de wind vandaan komt. De windrichting wordt op deze manier bepaald. 
 
Bronnen: Wikipedia, Delta Ohm,