DIY Wave Tank/Flume Arduinon ja V-korttipaikan avulla: 11 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Aaltosäiliö on laboratoriolaite pinta -aaltojen käyttäytymisen tarkkailuun. Tyypillinen aaltosäiliö on laatikko, joka on täytetty nesteellä, yleensä vedellä, jättäen avoimen tai ilmatäytteisen tilan päälle. Säiliön toisessa päässä toimilaite tuottaa aaltoja; toisessa päässä on yleensä aaltoa absorboiva pinta.

Yleensä nämä säiliöt maksavat paljon rahaa, joten yritin tehdä todella halvan ratkaisun opiskelijoille, jotka haluavat käyttää säiliötä projektiensa testaamiseen.

Vaihe 1: Miten annos toimii

Projekti koostuu siis kahdesta toimilaitteesta, jotka on valmistettu v-rakoisista alumiinipuristuksista.

Jokaiseen toimilaitteeseen on kytketty askelmoottori ja molempia moottoreita ohjaa sama askelmoottorikäyttö, joten viivettä ei ole.

Arduinoa käytetään ohjaamaan moottorin kuljettajaa. Valikkoohjattua ohjelmaa käytetään syöttämään tietokoneen kautta yhdistettyyn arduioon. Toimilaitelevyt on asennettu v-uraiseen telineeseen, joka liikkuu edestakaisin, kun moottorit käynnistyvät, ja tämä levyjen edestakaisin liike aiheuttaa aallot säiliön sisällä. Aallonkorkeutta ja aallonpituutta voidaan muuttaa muuttamalla nopeutta moottori arduinon kautta.

Vaihe 2: Huomaa ennen aloittamista

En ole käsitellyt suurinta osaa arduinon käytöstä tai hitsauksesta, jotta tämä opetusohjelma olisi pieni ja helppo ymmärtää. Suurin osa puuttuvista asioista poistetaan kuvista ja videoista. Lähetä minulle viesti, jos projektissa on ongelmia tai kysymyksiä.

Vaihe 3: Kerää kaikki materiaalit

1. Arduino -mikroohjain
2. 2*Askelmoottori (2,8 kgcm vääntömomenttia per moottori)
3. 1*Askelmoottorin kuljettaja
4. 2*V -porttijärjestelmä
5. Teräs- tai rautalevyt säiliön runkoon
6. L-jäykisteet rungon tukemiseksi
7. Kuitu- tai muovilevy toimilaitelevyn valmistamiseksi
8. Johdot 48 voltin tasavirtalähde

En ole sisällyttänyt materiaaleja v-korttiportaaseen, koska luettelo on erittäin suuri, niin vain google v-slot saat paljon videoita sen kokoamisesta, käytin 2040 alumiinipuristusta. Moottorin kapasiteetti ja virtalähteen kapasiteetti muuttuvat, jos haluat kantaa enemmän kuormaa.

Säiliön mitat

Pituus 5,50 m

Leveys 1,07 m

Syvyys 0.50 m

Vaihe 4: Mitat

Asioiden yksinkertaistamiseksi ja opetusohjelman lyhentämiseksi olen ottanut kuvia eri komponenteista asteikolla, jotta näet näiden koot.

Vaihe 5: Kehon tekeminen

Runko on valmistettu 3 mm paksuista valurautalevystä.

Säiliön leveys on 1,10 metriä, pituus 5 metriä ja korkeus 0,5 metriä.

Säiliön runko on valmistettu miedosta teräksestä, ja sen ympärillä on tarvittaessa jäykisteitä. Lievät teräslevyt taivutettiin ja leikattiin eri osiin säiliön mittojen mukaan. Nämä osat pystytettiin sitten hitsaamalla ne yhteen. Myös jäykisteitä hitsattiin yhteen rakenteen vahvistamiseksi.

Ensimmäinen levy taivutettiin haluttuun kokoon eri osissa ja sitten nämä osat hitsattiin yhteen rungon pystyttämiseksi. Jäykisteitä lisättiin tukijalkaisten mitat on esitetty kuvassa

Vaihe 6: Toimilaitteen kokoonpano ja levyn valmistus

Toimilaitteet on valmistettu v-urajärjestelmistä. Ne ovat todella halpoja ja helppoja rakentaa. Voit googlettaa sen verkkoon, kuinka koota yksi näistä. Käytin kantavuuden lisäämiseksi hihnakäytön sijasta lyijyruuvia. En ole sisällyttänyt kokoonpano -opetusohjelmaa, koska se muuttuu kantamasi kuorman mukaan. Minulle kuormitus maksiminopeudella oli noin 14 kg.

Toimilaite on rakennettu frp -levyn avulla, voidaan käyttää myös akryyliä. Ruostumattomasta teräksestä valmistettu runko on rakennettu tukemaan frp -levyä.

Melakehys

Melakehys on valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Ruostumaton teräs on vedenkestävä ja kestää siten korroosiota. Melakehyksessä käytettiin 2 x 2 cm: n neliöleikkausta. Tukeva runko oli välttämätön, koska paljon syklisiä kuormia kohdistuu melaan aaltojen syntymisen aikana. Teräsrunko ei taipu ja tuottaa siten säännöllistä sinimuotoista aaltoa.

Mukautettu L-puristin tehtiin toimilaitelevyn liittämiseksi porttilevyyn vslot-järjestelmässä.

Vaihe 7: Aalto -ominaisuuksien muokkaaminen

Säiliö voi tuottaa eri aallonkorkeuden tarpeen mukaan. Eri aallonkorkeuden luomiseksi moottorin kierroslukua säädetään. Saadaksesi suuren aallonkorkeuden moottorin kierroslukua nostetaan tämä myös aallonpituuden alentamiseksi. Vastaavasti moottorin aallonpituuden RPM: n lisäämiseksi pienennetään. Kierroslukua voidaan säätää valitsemalla valikosta mukautettu kierroslukuvaihtoehto.

Suurin kierrosluku = 250

Minimi kierrosluku = 50

Alla on esimerkki eri aallonkorkeuksista, jotka on kirjattu kiihtyvyysmittarilla. Ensimmäinen kuva on korkealla kierrosluvulla tallennettu data, minkä seurauksena saamme korkean aallonkorkeuden. Toisessa kuvassa näkyy kaavion alentunut aallonkorkeus ja lisääntynyt aallonpituus, joka on kiihtyvyysanturin tallentama data ja edustaa syntyneen aallon todellisia aalto -ominaisuuksia.

Vaihe 8: Elektroniset yhteydet ja ohjelma

Kun liität virtalähdettä, ole varovainen kytkennän napaisuuden suhteen, kytke positiivinen napa positiiviseen ja negatiivinen negatiiviseen. Kytke moottori ja ohjain kuvan mukaisesti.) askelmoottorin kuljettajalle. Liitä mikro -ohjain tietokoneeseen USB -liitännän kautta. Käynnistä Arduino IDE> Sarjamonitori.

Ohjelma sisältyy opetusohjelmaan, ja se on itsestään selvä, se käyttää kytkentäkoteloa ja jos muuten lausuntoja. Sen todella yksinkertainen lukion opiskelija voi myös ymmärtää sen.

Tässä linkki Google Driveen ohjelmaan

Arduino -ohjausohjelma

Vaihe 9: Toimilaitteiden ohjaus valikkokäyttöisellä ohjelmalla

Kun mikro -ohjain on liitetty kunnolla tietokoneeseen, saat samanlaisen valikon. Jos haluat valita vaihtoehdon, kirjoita sen vieressä oleva numero ja paina enter

Esimerkki:-

Jos haluat valita”Käytä maksimitaajuudella”, kirjoita 1 ja paina enter.

Pysäytä toiminto 0 ja paina enter.

Hätäpysähdys

Pysäytä toimilaite painamalla nollaa “0” ja painamalla.

Voit tehdä hätäpysäytyksen joko painamalla mikro -ohjaimen nollauspainiketta tai katkaisemalla virransyötön.

Vaihe 10: Aaltosäiliön käyttö

Tämä säiliö tehtiin osana suurta projektiani. Säiliö on testattu erilaisten säännöllisten aaltojen synnyttämiseksi päämeressä skaalattuna proomumallina. Aaltoputken testaus onnistui. Hankkeen kehittämisen kokonaiskustannukset olivat Rs. 81 000 (vain kahdeksankymmentä tuhatta) kahden kuukauden aikana.

Jos sinulla on kysyttävää, kommentoi.

Ensimmäinen palkinto vesikilpailussa