Active Control -tuulimylly: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämä ohje on luotu täyttämään Etelä -Floridan yliopiston Makecourse -projektin vaatimus (www.makecourse.com)

Minun on valittava projekti, jonka suunnitella ja rakentaa alusta asti. Päätin, että haluan rakentaa tuulimyllyn, joka havaitsi tuulen suunnan ja kohtasi sen aktiivisesti ilman siipeä tai häntää. Koska tässä projektissa keskityin anturin ja PID -säätöyhdistelmään, tuulimylly ei tee mitään terien pyörivän energian kanssa. Voit vapaasti muokata muotoilua hyödyllisemmäksi! Seuraava ei ole ainoa tapa rakentaa tämä. Minun piti ratkaista useita odottamattomia ongelmia matkan varrella ja se johti siihen, että käytin erilaisia materiaaleja tai työkaluja. Useita kertoja olen pärjännyt käsillä olevilla osilla tai vanhoista laitteista tai tekniikasta. Joten jälleen, voit vapaasti zikata missä zagged. Jotta voisin dokumentoida tämän projektin kokonaan, minun olisi tuhottava projektini tehokkaasti, jotta voin tarjota kuvia jokaisesta rakennusvaiheesta. En ole halukas tekemään niin. Sen sijaan olen toimittanut kolmiulotteiset mallit, materiaaliluettelon ja antanut hyödyllisiä vihjeitä, joita opin kovalla tiellä matkan varrella.

Tarvikkeet:

Olen sisällyttänyt Arduino -koodin ja Autodesk -tiedostot. Tarvitset myös seuraavat: Työkalut:

-Pieni putkenleikkuri-Juotosrauta, juote, flux-Ruuvinvääntimet-Pora-Partakone tai laatikkoleikkuri tai tarkka veitsi-Kuuma liimapistooli- (valinnainen) lämpöpistooli

Materiaalit:

-24 tuumaa.25 tuuman halkaisijaltaan alumiiniputkea (sain omani Mcmaster-Carrilta) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 askelohjain- (vaihtoehto 1) Painovoiman moottorin suoja ja halliefektianturi DfRobotilta (vaihtoehto 2) mikä tahansa muu analoginen pyörimisanturi-3+ lyijylenkki tai pannukakkurengasprojekti-laakerit nenäkokoonpanoon-ruuvit-Puu alustalle-Akut (käytän 9v: ta laudalle ja käytä askelinta 7.8 Li-Po: lla) -RC tason työntötangot (mikä tahansa jäykkä, halkaisijaltaan pieni lanka käy.)

Vaihe 1: Malli tuulimylly

Tämän tuulimyllyprojektin mallintamiseen käytin Autodesk Inventor Student -versiota. Olen sisällyttänyt stl -tiedostot tähän ohjeeseen. Jos tekisin tämän uudelleen, lisäisin jyrkästi terieni pinta -alaa, jotta ne toimisivat paremmin tässä mittakaavassa. Muistettavia asioita projektin mallinnuksessa on osien mittakaava ja käytettävissä olevan tulostimen resoluutio/toleranssit. Varmista, että skaalaat mallisi siten, että se sopii kaikkiin tarvittaviin antureihin tai muihin laitteisiin.

Huomasin myös, että lujuusongelmat saivat minut käyttämään valmistettuja osia, kuten alumiiniputkia, rakenneosissa. Ostin laakerit Mcmaster-Carrilta ja heillä oli niistä 3D-malli, jolla tein kiinnityksen, joka sopi niihin erittäin hyvin.

Huomasin, että osien piirtäminen ennen kuin yritin mallintaa niitä, auttoi prosessia kulkemaan nopeammin ja vähensi tarvittavien säätöjen määrää, jotta osat saisivat toimimaan yhdessä.

Vaihe 2: Kokoa tulosteet

Työnnä kaikki poraukset laakeripinnoilta; hio ne myös tarvittaessa.

Suoristin lämmöllä (varovasti!) Pari terää, jotka taipuivat jäähtyessään.

Siirry hitaasti, kun asetat laitteistoa kiinnitysrakoihinsa/reikiinsä.

Kun rakenne on koottu, lisää anturit ja elektroniikka. Liimasin elektroniikan paikalleen projektilaatikossa ja käytin juotosraudalla anturin kiinnityksen "hitsaamiseen" rungon sisällä olevaan asennuspaikkaan.

Vaihe 3: Kokoa elektroniikka

Varmista, että sinulla on hyvät yhteydet kaikkeen. Ei paljaita lankoja; ei mahdollisia oikosulkuja.

Varmista, että anturi on tukevasti kiinni.

Katso koodista, mitkä nastat on kytketty minne. (eli askelmoottorin johdot tai anturin analogijohto.)

Kävin moottoria ulkoisella lähteellä eikä Arduino -kortin kautta. En halunnut vahingoittaa levyä, jos moottori kuluttaa paljon virtaa.

Vaihe 4: Ohjelmoi Arduino

Ohjelma ja suljetun silmukan ohjausjärjestelmä ovat tämän hankkeen ydin. Olen liittänyt Arduino -koodin ja se on täysin kommentoitu. Kun viritin PID: tä, huomasin, että minun oli helpompi toimia, jos tein seuraavaa: 1) Aseta kaikki PID -vahvistukset nollaksi. 2) Nosta P -arvoa, kunnes vastaus virheeseen on tasainen värähtely. 3) Lisää D -arvoa, kunnes värähtelyt häviävät. 4) Toista vaiheita 2 ja 3, kunnes et saa parannusta.

5) Aseta P ja D viimeisiksi vakaiksi arvoiksi. 6) Suurenna I -arvoa, kunnes se palaa asetusarvoon ilman vakaan tilan virhettä.

Mekaanisen rakenteen vuoksi loin kuolleen vyöhykkeen toiminnon katkaisemaan moottorin virran, kun tuulimylly on oikein suunnattu. Tämä vähentää merkittävästi askelmoottorin lämpöä. Ennen tätä juoksin sen ja se tuli tarpeeksi kuumaksi vääntääkseen tornialustan ja pudota sen telineestä.

Teräkokoonpano ei ole täysin tasapainossa ja se on tarpeeksi painava, jotta saranakokoonpano heiluu. Vaappu antaa olennaisesti vääriä anturitietoja PID -prosessiin ja lisää kohinaa, joka aiheuttaa liiallista liikettä ja siten lämpöä.

Vaihe 5: Ole insinööri

Kun kaikki on koottu ja ohjelmoitu, etsi tuuletin tai trooppinen myrsky ja testaa luomuksesi! Osana tämän rakentamisen hauskaa oli selvittää, kuinka ratkaista esiin tulleet ongelmat. Tästä syystä tämä opas on yksityiskohtainen. Lisäksi, jos yrität rakentaa tätä ja keksiä parempia ratkaisuja kuin minä, jaa ne. Voimme kaikki oppia toisiltamme.