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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Spremnik s valovima laboratorijski je postav za promatranje ponašanja površinskih valova. Tipičan 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 upija valove.

Obično ovi spremnici koštaju mnogo novca pa sam pokušao napraviti zaista jako 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 ekstruzije aluminija s v-utorom.

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

Arduino se koristi za upravljanje vozačem motora. Program koji se pokreće putem izbornika koristi se za unos arduiona spojenog preko računala. 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 generira valove unutar spremnika. Visina vala i duljina vala 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 ima problema ili pitanja 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. Portalni sustav s 2*V utora
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 v-slot portalne vrata jer će popis biti vrlo velik, a zatim samo google v-slot dobit ćete mnogo video zapisa o tome kako ga sastaviti. Koristio sam ekstruziju aluminija 2040. Kapacitet motora i kapacitet napajanja promijenit će se ako želite nositi veće opterećenje.

Dimenzije spremnika

Duljina 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 ljestvici tako da možete vidjeti njihove veličine.

Korak 5: Izrada tijela

Tijelo je izrađeno od lima debljine 3 mm.

Širina spremnika je 1,10 metara, duljina 5 metara i visina 0,5 metara.

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

Prva ploča je savijena u željenu veličinu u različitim presjecima, a zatim su ti dijelovi zavareni 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 sustava. Oni su stvarno jeftini i laki za izradu. Možete google na mreži kako 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 izrađen je za podupiranje frp lima.

Okvir za veslanje

Okvir vesla izrađen je od nehrđajućeg čelika. Nehrđajući čelik vodootporan je i otporan je na koroziju. Za okvir vesla korišten je kvadratni presjek 2 x 2 cm. Čvrsti okvir bio je neophodan jer će tijekom ciklusa stvaranja vala djelovati mnogo cikličkog opterećenja. Čelični okvir se neće savijati pa će generirati pravilan sinusoidni val.

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

Korak 7: Priprema valnih karakteristika

Spremnik može generirati različitu visinu vala prema zahtjevu. Za generiranje različite visine valova podešava se broj okretaja motora. Kako bi se postigla velika visina vala, okretaj motora se povećava, ali se smanjuje i valna duljina vala. Slično za povećanje broja okretaja valne duljine motora se smanjuje. RPM se može podesiti odabirom prilagođene opcije RPM -a iz izbornika.

Maksimalni broj okretaja u minuti = 250

Minimalni broj okretaja u minuti = 50

Ispod je primjer različite visine valova zabilježen akcelerometrom. Prva slika su podaci snimljeni pri velikom broju okretaja, što rezultira visokom visinom vala. 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: Elektroničke veze i program

Prilikom povezivanja napajanja budite oprezni. Polaritet priključka spojite pozitivni terminal na pozitivan, a negativni na negativan. Spojite motor i upravljački program kao što je prikazano na slici. Nakon što su svi spojevi ispravni, spojite pinove mikrokontrolera (8, 9, 10 i 11) vozaču koračnog motora. Spojite mikrokontroler na računalo putem USB -a. Pokrenite Arduino IDE> Serijski monitor.

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

Evo veze google pogona do programa

Arduino upravljački program

Korak 9: Upravljanje pokretačima pomoću programa koji pokreće izbornik

Nakon što je mikrokontroler ispravno spojen na računalo, otvorit ćete sličan izbornik. Za odabir opcije samo upišite broj pored opcije i pritisnite enter

Primjer:-

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

Za zaustavljanje radnje upišite 0 i pritisnite enter.

Hitno zaustavljanje

Za zaustavljanje pogona 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 stanju mora na glavi za skalirani model teglenice. Testiranje valnog toka bilo je uspješno. Ukupni troškovi razvoja ovog projekta bili su Rs. 81 000 (samo osamdeset jedna tisuća) u trajanju od dva mjeseca.

Za sva pitanja komentirajte.

Prva nagrada na natjecanju u vodi