Active Control vējdzirnavas: 5 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Šī pamācība tika izveidota, izpildot Dienvidfloridas Universitātes Makecourse projekta prasības (www.makecourse.com)

Man bija jāizvēlas projekts, ko projektēt un būvēt no paša sākuma. Es nolēmu, ka vēlos izmēģināt vējdzirnavu izveidi, kas uztvēra vēja virzienu un aktīvi stājās pretī, bez lāpstiņas vai astes. Tā kā šajā projektā es koncentrējos uz sensora un PID vadības kombināciju, vējdzirnavas neko nedara ar enerģiju, kas griež asmeņus. Jūtieties brīvi mainīt dizainu, lai tas būtu noderīgāks! Turpmāk minētais nav vienīgais veids, kā to izveidot. Pa ceļam man bija jāatrisina vairākas neparedzētas problēmas, un tas noveda pie tā, ka es izmantoju dažādus materiālus vai instrumentus. Vairākas reizes iztiku ar detaļām, kas atrodas pie rokas, vai arī no vecām ierīcēm vai tehnoloģijām. Tātad, atkal jūtieties brīvi, kur es zagged. Lai pilnībā dokumentētu šo projektu, man būtu efektīvi jāiznīcina mans projekts, lai sniegtu attēlus par katru būvniecības soli. Es nevēlos to darīt. Tā vietā esmu sniedzis trīsdimensiju modeļus, materiālu sarakstu un sniedzis noderīgus padomus, kurus pa ceļam uzzināju.

Piegādes:

Esmu iekļāvis Arduino kodu un Autodesk failus. Jums būs nepieciešami arī šādi rīki:

-Mazs cauruļu griezējs-Lodāmurs, lodmetāls, plūsma -Skrūvju skrūvgrieži-Urbis-Skuveklis vai kastes griezējs vai precīzs nazis- Karstās līmes pistole- (pēc izvēles) siltuma lielgabals

Materiāli:

-24 collas.25 collu diametra alumīnija caurules (es ieguvu no Mcmaster-Carr) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 pakāpju kontrolieris- (1. opcija) Gravitācijas motora vairogs un zāles efekta sensors no DfRobot- (2. iespēja) jebkura cita analogais rotācijas sensors-3+ svina slipring vai pankūku gredzena projekta gultņi deguna montāžai-skrūves-koks platformai-baterijas (es izmantoju 9v plāksnei un baroju soli ar 7.8 Li-Po) -RC plaknes spiedstieņi (derēs jebkurš stīvs maza diametra vads.)

1. darbība: modelējiet vējdzirnavas

Šī vējdzirnavu projekta modelēšanai es izmantoju Autodesk Inventor Student izdevumu. Šajā instrukcijā esmu iekļāvis stl failus. Ja es to darītu vēlreiz, es krasi palielinātu asmeņu virsmas laukumu, lai tie šajā mērogā darbotos labāk. Modelējot projektu, jāņem vērā jūsu detaļu mērogs salīdzinājumā ar pieejamā printera izšķirtspēju/pielaidēm. Noteikti pielāgojiet savu modeli tā, lai tas atbilstu visiem nepieciešamajiem sensoriem vai citam borta aprīkojumam.

Es arī atklāju, ka bažas par izturību lika konstrukcijas daļām izmantot izgatavotas preces, piemēram, alumīnija caurules. Es nopirku savus gultņus no Mcmaster-Carr, un viņiem bija 3D modelis, ko es izmantoju, lai izveidotu stiprinājumu, kas tiem ļoti labi der.

Es atklāju, ka detaļu zīmēšana, pirms mēģināju tās modelēt, palīdzēja paātrināt procesu, kā arī samazināja nepieciešamo pielāgojumu skaitu, lai detaļas darbotos kopā.

2. darbība: salieciet izdrukas

Nogrieziet nesošās virsmas uz nesošajām virsmām; ja nepieciešams, tos arī noslīpē.

Es ar karstumu (uzmanīgi!) Iztaisnoju pāris asmeņus, kas saliekās dzesēšanas laikā.

Ielieciet lēnām, ievietojot aparatūru to stiprinājuma atverēs/caurumos.

Kad struktūra ir salikta, pievienojiet sensorus un elektroniku. Es karstā veidā pielīmēju elektroniku projekta kastē un izmantoju lodāmuru, lai "metinātu" sensora stiprinājumu tā stiprinājuma spraugā korpusā.

3. darbība: samontējiet elektroniku

Pārliecinieties, ka jums ir labs savienojums ar visu. Nav atklātas stieples; nav iespējamu īssavienojumu.

Pārliecinieties, vai sensors ir stingri uzstādīts.

Norādiet kodu, lai noteiktu, kuras tapas ir pievienotas. (ti, soļu motora vadi vai sensora analogais vads.)

Es darbināju motoru ar ārēju avotu, nevis caur Arduino plati. Es negribēju sabojāt dēli, ja motors patērēja lielu strāvu.

4. solis: ieprogrammējiet Arduino

Programma un slēgtā cikla vadības shēma ir šī projekta kodols. Esmu pievienojis Arduino kodu, un tas ir pilnībā komentēts. Noskaņojot PID, es atklāju, ka man bija vieglāk, ja rīkojos šādi: 1) iestatiet visus PID pieaugumus uz nulli. 2) Palieliniet P vērtību, līdz reakcija uz kļūdu ir stabila svārstība. 3) Palieliniet D vērtību, līdz svārstības izzūd. 4) Atkārtojiet 2. un 3. darbību, līdz vairs nevarat uzlabot.

5) Iestatiet P un D uz pēdējām stabilajām vērtībām. 6) Palieliniet I vērtību, līdz tā atgriežas iestatītajā vērtībā bez līdzsvara stāvokļa kļūdas.

Mehāniskās konstrukcijas dēļ es izveidoju strupceļa funkciju, lai samazinātu motora enerģiju, kad vējdzirnavas ir pareizi orientētas. Tas krasi samazina siltumu pakāpju motorā. Pirms tam es to skrēju, un tas kļuva pietiekami karsts, lai deformētu torņa platformu un izkristu no tā stiprinājuma.

Asmeņu komplekts nav pilnīgi līdzsvarots, un tas ir pietiekami smags, lai izraisītu grozāmā mezgla svārstīšanos. Svārstības būtībā sniedz PID procesam nepatiesu sensoru informāciju un pievieno troksni, izraisot pārmērīgu kustību un tādējādi siltumu.

5. solis: esiet inženieris

Kad viss ir samontēts un ieprogrammēts, atrodiet ventilatoru vai tropisko vētru un pārbaudiet savu radīto! Daļa no tā veidošanas jautrības bija izdomāt, kā atrisināt radušās problēmas. Šī iemesla dēļ šī pamācība ir detalizēta. Turklāt, ja jūs mēģināt to izveidot un izdomāt labākus risinājumus, tad es to darīju, lūdzu, dalieties tajos. Mēs visi varam mācīties viens no otra.