DIY Wave Tank/flume koristeći Arduino i V-slot: 11 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Spremnik s valovima je laboratorijska postavka za promatranje ponašanja površinskih valova. Tipični spremnik s valovima je kutija napunjena tekućinom, obično vodom, ostavljajući na vrhu otvoren ili zrak ispunjen prostor. Na jednom kraju spremnika aktuator stvara valove; drugi kraj obično ima površinu koja apsorbira valove.

Obično ovi spremnici koštaju mnogo novca pa sam pokušao napraviti zaista zaista jeftino rješenje za studente koji žele koristiti spremnik za testiranje svojih projekata.

Korak 1: Kako doza djeluje

Dakle, projekt se sastoji od dva aktuatora izrađena pomoću v-slot aluminijskih ekstruzija.

Na svaki pogon priključen je koračni motor, a oba motora se upravljaju istim pogonom koračnog motora tako da nema zaostajanja.

Arduino se koristi za kontrolu vozača motora. Program koji se pokreće putem menija koristi se za unos arduiona spojenog preko računara. Ploče pokretača montirane su na portalni otvor s v-utorom koji će se kretati naprijed-natrag nakon pokretanja motora, a to pomicanje ploča naprijed-natrag stvara valove unutar spremnika. Visina vala i valna duljina mogu se promijeniti promjenom brzine motor preko arduina.

Korak 2: Imajte na umu Prije početka

Nisam opisao većinu malih stvari kako koristiti arduino ili kako zavarivati kako bi ovaj vodič bio mali i jednostavan za razumijevanje. Većina stvari koje nedostaju bit će izbrisane na slikama i video zapisima. Molimo vas da mi pošaljete poruku ako postoji bilo kakav problem ili pitanje u vezi projekta.

Korak 3: Prikupite sav materijal

1. Arduino mikrokontroler
2. 2*Step motor (2,8 kgcm obrtnog momenta po motoru)
3. 1*Upravljački program koračnog motora
4. 2*V portalni portalni sistem
5. Čelične ili željezne ploče za tijelo spremnika
6. L-ukrućenja za podupiranje tijela
7. Vlakna ili plastični lim za izradu aktuatorske ploče
8. Žice 48 V DC napajanje

Nisam uključio materijale za portalne v-utore jer će popis biti vrlo velik, a zatim google v-slot dobit ćete mnogo video zapisa o tome kako ga sastaviti. Upotrijebio sam ekstruziju aluminija 2040. Kapacitet motora i kapacitet napajanja će se promijeniti ako želite nositi veće opterećenje.

Dimenzije rezervoara

Dužina 5,50 m

Širina 1,07 m

Dubina 0,50 m

Korak 4: Variuos dimenzije

Kako bih pojednostavio stvari, a vodič skratio, snimio sam slike različitih komponenti u skali kako biste mogli vidjeti njihove veličine.

Korak 5: Napravite tijelo

Tijelo je izrađeno od lima debljine 3 mm.

Širina rezervoara je 1,10 metara, dužina 5 metara i visina 0,5 metara.

Tijelo spremnika izrađeno je od blagog čelika sa ukrućenjima oko njega gdje god je to potrebno. Blage čelične ploče savijene su i izrezane na različite dijelove prema dimenzijama spremnika. Ti su dijelovi tada podignuti njihovim zavarivanjem. Učvršćivači su također zavareni zajedno kako bi konstrukcija bila jača.

Prva ploča je savijena u željenu veličinu u različitim presjecima, a zatim su ti dijelovi zavareni zajedno kako bi se podiglo tijelo. Dodani su elementi ukrućenja jer su dimenzije ukrućenja nosača prikazane na slici

Korak 6: Sklop aktuatora i izrada ploča

Pokretači su izrađeni pomoću v-slot sistema. Oni su zaista jeftini i laki za izradu. Možete na google-u na mreži sastaviti jedan od ovih. Upotrijebio sam olovni vijak umjesto remenskog pogona za povećanje nosivosti. Nisam uključio vodič za montažu jer će se promijeniti ovisno o opterećenju koje želite nositi. Za mene je opterećenje pri najvećoj brzini bilo oko 14 kg.

Pokretna ploča izrađena je od frp lima, može se koristiti i akril. Okvir od nehrđajućeg čelika izgrađen je za podupiranje frp lima.

Okvir za veslanje

Okvir vesla izrađen je od nehrđajućeg čelika. Nerđajući čelik je vodootporan i stoga će biti otporan na koroziju. Za okvir vesla korišten je kvadratni presjek 2 x 2 cm. Bio je potreban čvrst okvir jer će na ciklus opterećenja djelovati mnogo cikličkog opterećenja tijekom stvaranja valova. Čelični okvir se neće saviti i stoga će generirati pravilan sinusoidni val.

Izrađena je prilagođena L-stezaljka za povezivanje aktuatorske ploče s portalnom pločom na vslot sistemu.

Korak 7: Priprema valnih karakteristika

Spremnik može generirati različitu visinu vala prema zahtjevu. Za generiranje različite valne visine podešava se broj okretaja motora. Da bi se postigla velika talasna visina RPM motora se povećava, ali se smanjuje i talasna dužina talasa. Slično za smanjenje broja okretaja valne duljine motora se smanjuje. RPM se može podesiti odabirom prilagođene opcije RPM iz izbornika.

Maksimalni broj okretaja = 250

Minimalni broj okretaja = 50

Ispod je primjer različite visine valova zabilježene akcelerometrom. Prva slika su podaci snimljeni pri velikom broju okretaja, što rezultira visokom valnom visinom. Druga slika prikazuje smanjenu visinu vala i povećanu valnu duljinu grafikona, što je podatak zabilježen akcelerometrom i predstavlja stvarne valne karakteristike generiranog vala.

Korak 8: Elektronske veze i program

Prilikom priključivanja napajanja budite oprezni. Polaritet priključka spojite pozitivni terminal na pozitivan, a negativni na negativan. Napravite veze za motor i upravljački program kao što je prikazano na slici. Jednom kada su sve veze ispravne, priključite pinove mikrokontrolera (8, 9, 10 i 11)) vozaču koračnog motora. Povežite mikrokontroler sa računarom putem USB -a. Pokrenite Arduino IDE> Serijski monitor.

Program je uključen u tutorijal i sam po sebi objašnjava kako koristi prekidač, a ako i druge izjave za rad. Vrlo je jednostavno da ga mogu razumjeti i srednjoškolci.

Evo veze google diska do programa

Arduino upravljački program

Korak 9: Upravljanje aktuatorima pomoću programa koji pokreće izbornik

Nakon što je mikrokontroler pravilno povezan sa računarom, pojaviće se sličan meni. Da biste odabrali opciju, samo upišite broj pored opcije i pritisnite enter

Primjer:-

Za odabir "Pokretanje pri maksimalnoj frekvenciji" upišite 1 i pritisnite enter.

Za zaustavljanje radnje upišite 0 i pritisnite enter.

Hitno zaustavljanje

Za zaustavljanje aktuatora pritisnite nulu “0” i unesite.

Za hitno zaustavljanje pritisnite reset na mikrokontroleru ili isključite napajanje.

Korak 10: Kako upravljati valovitim spremnikom

Ovaj tenk je napravljen kao dio mog velikog projekta. Spremnik je testiran za generiranje različitih pravilnih valova u glavnom moru za skalirani model teglenice. Testiranje valnog toka bilo je uspješno. Ukupni troškovi razvoja ovog projekta iznosili su Rs. 81 000 (samo osamdeset jedna hiljada) u trajanju od dva mjeseca.

Za sva pitanja, komentirajte.

Prva nagrada na takmičenju u vodi