Windmill na Aktibo ng Aktibo: 5 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ang itinuturo na ito ay nilikha bilang pagtupad sa kinakailangan ng proyekto ng Makecourse sa University of South Florida (www.makecourse.com)

Napili ako ng isang proyekto upang idisenyo at bumuo mula sa ground up. Napagpasyahan kong nais kong subukan at bumuo ng isang windmill na nadama ang direksyon ng hangin at aktibong nahaharap ito, nang hindi nangangailangan ng vane o buntot. Tulad ng aking pokus sa proyektong ito ay sa sensor at kombinasyon ng kontrol ng PID, ang windmill ay walang ginagawa sa enerhiya na umiikot sa mga blades. Huwag mag-atubiling baguhin ang disenyo upang maging mas kapaki-pakinabang! Ang sumusunod ay hindi lamang ang paraan upang mabuo ito. Kailangan kong malutas ang maraming mga hindi inaasahang problema sa daan at humantong ito sa akin gamit ang iba't ibang mga materyales o tool. Maraming beses kong ginawa sa mga bahagi sa kamay o na-scavenge mula sa mga dating kagamitan o tech. Kaya't muli, huwag mag-atubiling mag-zig kung saan ako nag-zag. Upang ganap na idokumento ang proyektong ito, epektibo kong sirain ang aking proyekto upang makapagbigay ng mga larawan ng bawat hakbang sa pagbuo. Ayokong gawin iyon. Sa halip ay ibinigay ko ang mga 3d na modelo, listahan ng mga materyales, at nagbigay ng mga kapaki-pakinabang na pahiwatig natutunan ko ang mahirap na paraan.

Mga Pantustos:

Isinama ko ang Arduino code at ang mga Autodesk file. Kakailanganin mo rin ang sumusunod: Mga tool:

-Maliit na pamutol ng tubo-Soldering iron, solder, flux-Screw driver-Drill-Razor o boxcutter o exacto kutsilyo-Mainit na baril na baril- (opsyonal) heat gun

Mga Materyales:

-24 pulgada ng.25 pulgada na diameter ng aluminyo na tubo (nakuha ko ang minahan mula sa Mcmaster-Carr) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 stepper controller- (opsyon 1) Gravity motor Shield at sensor ng hall effect mula sa DfRobot- (pagpipilian 2) anumang iba pang analog rotational sensor-3 + lead slipring o pancake ring-project box-bearings para sa mga pagpupulong ng ilong-turnilyo-Wood para sa isang platform-Baterya (Gumagamit ako ng 9v para sa board at pinapagana ang stepper na may 7.8 Li-Po) -RC mga push rod ng eroplano (anumang matigas na maliit na diameter na kawad ang gagawin.)

Hakbang 1: Modelo ang Windmill

Gumamit ako ng edisyon ng Autodesk Inventor Student upang i-modelo ang proyekto ng windmill na ito. Isinama ko ang mga stl file sa Instructable na ito. Kung gagawin ko ito muli, lubos kong tataas ang lugar sa ibabaw ng aking mga blades upang mas mahusay silang gumana sa sukatang ito. Ang mga bagay na dapat tandaan habang ang pagmomodelo ng iyong proyekto ay ang sukat ng iyong mga bahagi kumpara sa resolusyon / pagpapaubaya ng iyong magagamit na printer. Tiyaking sukatin mo ang iyong modelo upang magkasya ito sa anumang kinakailangang mga sensor o iba pang kagamitan sa onboard.

Gayundin nalaman ko na ang mga alalahanin sa lakas ay humantong sa akin na gumamit ng mga item na binubuo, tulad ng tubing ng aluminyo, para sa mga bahagi ng istruktura. Binili ko ang aking mga bearings mula sa Mcmaster-Carr at mayroon silang isang 3d na modelo ng mga ito na ginamit ko upang makagawa ng isang mounting na angkop sa kanila.

Nalaman ko na ang pagguhit ng mga bahagi bago ko subukang i-modelo ang mga ito ay nakatulong sa proseso na mas mabilis na mabawasan din ang dami ng mga pagsasaayos na kailangan kong gawin upang magkasama ang mga bahagi.

Hakbang 2: Ipunin ang Mga Prints

Patokin ang anumang mga burrs sa mga tindig na ibabaw; buhangin din ang mga ito kung kinakailangan.

Gumamit ako ng isang init (maingat!) Upang maituwid ang isang pares ng mga talim na baluktot habang pinapalamig.

Pumunta nang mabagal kapag nagpapasok ng hardware sa kanilang mga mounting slot / hole.

Kapag ang istraktura ay tipunin, idagdag ang iyong mga sensor at electronics. Nag-hotglu ako ng electronics sa posisyon sa loob ng project box at ginamit ang soldering iron upang "hinangin" ang sensor sa mounting slot nito sa loob ng katawan.

Hakbang 3: Ipunin ang Elektronika

Tiyaking mayroon kang magagandang koneksyon sa lahat. Walang nakalantad na kawad; walang potensyal na maikling circuit.

Tiyaking ang iyong sensor ay solidong naka-mount.

Sanggunian ang code upang makilala kung aling mga pin ang naka-plug kung saan. (ibig sabihin, ang mga stepper motor wires o sensor analog wire.)

Pinapagana ko ang motor na may isang panlabas na mapagkukunan sa halip na sa pamamagitan ng Arduino board. Hindi ko nais na mapinsala ang board kung ang motor ay gumuhit sa kasalukuyang.

Hakbang 4: I-program ang Arduino

Ang programa at ang closed loop control scheme ay ang core ng proyektong ito. Ikinabit ko ang Arduino code at buong puna ito. Kapag ang pag-tune ng PID, nalaman ko na mayroon akong mas madaling oras kung gagawin ko ang sumusunod: 1) Itakda ang lahat ng mga nadagdag na PID sa zero. 2) Taasan ang halaga ng P hanggang sa ang pagtugon sa error ay isang matatag na oscillation. 3) Taasan ang halaga ng D hanggang sa malutas ang mga oscillation. 4) Ulitin ang mga hakbang 2 at 3 hanggang sa hindi ka makakuha ng karagdagang pagpapabuti.

5) Itakda ang P at D sa huling matatag na mga halaga. 6) Taasan ang halagang I hanggang sa bumalik ito sa setpoint nang walang matatag na error sa estado.

Dahil sa disenyo ng makina ay lumikha ako ng isang function na deadzone upang maputol ang lakas sa motor kapag tama ang oriente ng windmill. Mahigpit na binabawasan nito ang init sa stepper motor. Bago ito ay pinatakbo ko ito at naging mainit na sapat upang i-warp ang platform ng tower at mahulog sa bundok nito.

Ang pagpupulong ng talim ay hindi perpektong balanseng at sapat na mabigat ito upang magdulot sa pag-iipon ng pivot. Ang wobble ay mahalagang nagbibigay ng impormasyon ng sensor sa proseso ng PID at nagdaragdag ng ingay na nagdudulot ng labis na paggalaw at sa gayon init.

Hakbang 5: Maging isang Engineer

Kapag ang lahat ay natipon at na-program, hanapin ang isang tagahanga o isang tropikal na bagyo at subukan ang iyong nilikha! Bahagi ng kasiyahan para sa pagbuo nito ay ang pag-uunawa kung paano malutas ang mga problemang sumulpot. Ang Instructable na ito ay ilaw sa detalye para sa kadahilanang iyon. Bilang karagdagan, kung susubukan mong buuin ito at malaman ang mas mahusay na mga solusyon pagkatapos ay ginawa ko, mangyaring ibahagi ang mga ito. Lahat tayo ay maaaring matuto mula sa bawat isa.