DIY Wave Tank/flume Arduino és V-slot használatával: 11 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A hullámtartály egy laboratóriumi berendezés a felszíni hullámok viselkedésének megfigyelésére. A tipikus hullámtartály egy folyadékkal, általában vízzel töltött doboz, amely nyitott vagy levegővel teli teret hagy a tetején. A tartály egyik végén egy hajtómű hullámokat generál; másik vége általában hullámelnyelő felülettel rendelkezik.

Általában ezek a tartályok sok pénzbe kerülnek, ezért megpróbáltam igazán olcsó megoldást találni azoknak a diákoknak, akik szeretnék használni a tartályt projektjeik tesztelésére.

1. lépés: Hogyan működik az adagolás?

Tehát a projekt két állítóműből áll, amelyek v-hornyú alumínium extrudálással készültek.

Minden léptetőmotorhoz egy léptetőmotor van csatlakoztatva, és mindkét motort ugyanaz a léptetőmotor hajtja, így nincs késés.

Az Arduino a motorvezérlő vezérlésére szolgál. A menüvezérelt program segítségével bemenet adható a számítógépen keresztül csatlakoztatott arduionhoz. A hajtóműlemezek a v-horony portáljára vannak felszerelve, amelyek a motorok beindulása után oda-vissza mozognak, és ez a lemezek oda-vissza mozgása generálja a hullámokat a tartályban. A hullámmagasság és a hullámhossz megváltoztatható a sebesség változtatásával motor arduino -n keresztül.

2. lépés: Kérjük, vegye figyelembe az indítás előtt

A legtöbb apró dologgal nem foglalkoztam az arduino használatával vagy a hegesztéssel, hogy ez az oktatóanyag kicsi és könnyen érthető legyen. A legtöbb hiányzó dolog törlődik a képeken és a videókban. Kérjük, írjon nekem üzenetet, ha bármilyen probléma vagy kérdés merül fel a projekttel kapcsolatban.

3. lépés: Gyűjtse össze az összes anyagot

1. Arduino mikro vezérlő
2. 2*léptetőmotor (2,8 kg cm forgatónyomaték motoronként)
3. 1*Léptetőmotor -meghajtó
4. 2*V nyílású portálrendszer
5. Acél vagy vas lemezek a tartály testéhez
6. L-merevítők a test alátámasztására
7. Szálas vagy műanyag lemez a hajtóműlemez készítéséhez
8. Vezetékek 48 voltos egyenáramú tápegység

Nem adtam hozzá anyagokat a v-slot portálhoz, mert a lista nagyon nagy lesz, akkor csak a google v-slot sok videót fog kapni az összeszereléssel kapcsolatban, 2040 alumínium extrudálást használtam. A motorteljesítmény és a tápegység kapacitása megváltozik, ha nagyobb terhelést szeretne hordozni.

A tartály méretei

Hossza 5,50 m

Szélessége 1,07 m

Mélység 0,50 m

4. lépés: Különböző méretek

A dolgok egyszerűsítése és a bemutató lerövidítése érdekében különböző komponensekről készítettem képeket egy skálával, így láthatja ezek méretét.

5. lépés: A test elkészítése

A test 3 mm vastag öntöttvas lemezből készül.

A tartály szélessége 1,10 méter, hossza 5 méter, magassága 0,5 méter.

A tartály teste lágy acélból készül, körülötte merevítőkkel, ahol szükséges. Az enyhe acéllemezeket a tartály méreteinek megfelelően hajlították és különböző részekre vágták. Ezeket a szakaszokat azután összehegesztéssel állították fel. A merevítőket is összehegesztették, hogy erősebb legyen a szerkezet.

Az első lemezt különböző szakaszokban a kívánt méretre hajlították, majd ezeket a részeket összehegesztették a test felállításához. Merevítőket adtak hozzá, mivel a merevítők méretei a képen láthatók

6. lépés: A hajtómű összeszerelése és a lemezek gyártása

a hajtóművek v-slot rendszerekből készülnek. Ezek nagyon olcsók és könnyen megépíthetők, és az interneten megtalálhatja a Google-on, hogyan kell összeállítani az egyiket. Az övhajtás helyett ólomcsavart használtam a teherbírás növeléséhez. Nem mellékeltem az összeszerelési útmutatót, mert az a terhelésnek megfelelően változik. Számomra a terhelés maximális sebességgel 14 kg körül volt.

A működtető lemez frp lemezből készült, akril is használható. A frp lemez támogatására rozsdamentes acél keretet építettek.

Lapát keret

A lapát keret rozsdamentes acélból készül. A rozsdamentes acél vízálló, így ellenáll a korróziónak. A lapátkerethez 2 x 2 cm -es négyzetmetszetet használtak. Erős keretre volt szükség, mivel a hullámok generálása során sok ciklikus terhelés hat a lapátra. Az acél keret nem hajlik meg, és ezáltal szabályos szinuszos hullámot generál.

Egyedi L-bilincs készült a működtető lemez és a vslot rendszer portállemezének összekapcsolására.

7. lépés: Hullámjellemzők manuális beállítása

A tartály az igényeknek megfelelően különböző hullámmagasságot generálhat. Különböző hullámmagasság generálásához a motor fordulatszámát állítják be. Ahhoz, hogy a motor nagy hullámmagasságú fordulatszámát növeljük, csökkentsük a hullám hullámhosszát is. Hasonlóan a motor hullámhosszú fordulatszámának növeléséhez csökken. Az RPM a menüben az egyéni RPM opció kiválasztásával állítható be.

Maximális fordulatszám = 250

Minimális fordulatszám = 50

Az alábbiakban a gyorsulásmérő által rögzített példa a különböző hullámmagasságokra. Az első kép a magas fordulatszámon rögzített adatok, ennek eredményeként magas hullámmagasságot kapunk. A második kép a grafikon csökkent hullámmagasságát és megnövelt hullámhosszát mutatja, amely a gyorsulásmérő által rögzített adatok, és a generált hullám tényleges hullámjellemzőit ábrázolja.

8. lépés: Elektronikus kapcsolatok és programozás

A tápegység csatlakoztatásakor ügyeljen a csatlakozási polaritásra, és csatlakoztassa a pozitív kivezetést a pozitívra, a negatívot pedig a negatívra. Csatlakoztassa a motort és a meghajtót az ábrán látható módon. Ha minden csatlakozás megfelelő, csatlakoztassa a mikrovezérlő csapjait (8, 9, 10 és 11)) léptetőmotor -vezetőnek. Csatlakoztassa a mikrokontrollert a számítógéphez USB -n keresztül. Indítsa el az Arduino IDE> Soros monitor lehetőséget.

A program benne van az oktatóanyagban, és magától értetődő, hogy kapcsolóbetűket és ha más utasításokat használ a működéséhez. Valóban egyszerű, egy középiskolás diák is megértheti.

Itt a Google Drive linkje a programhoz

Arduino vezérlőprogram

9. lépés: A hajtóművek vezérlése menüvezérelt program segítségével

Miután a mikrokontrollert megfelelően csatlakoztatta a számítógéphez, hasonló menü jelenik meg. Az opció kiválasztásához írja be az opció melletti számot, és nyomja meg az enter billentyűt

Példa:-

A „Maximális gyakorisággal történő működtetés” kiválasztásához írja be az 1 gombot, és nyomja meg az enter billentyűt.

A művelet leállításához 0 -típust és nyomja meg az enter billentyűt.

Vészmegálló

A hajtómű leállításához nyomja meg a nulla „0” gombot, és lépjen be.

A vészleállításhoz nyomja meg a mikrokapcsoló reset gombját, vagy szakítsa meg az áramellátást.

10. lépés: A Wave Tank kezelése

Ez a tank a nagy projektem részeként készült. A tartályt tesztelték különböző szabályos hullámok generálására fejtengeri állapotban egy méretezett uszályos modellhez. A hullámcső tesztelése sikeres volt. A projekt fejlesztésének összköltsége Rs volt. 81.000 (csak nyolcvanegyezer) két hónap időtartama alatt.

Ha bármilyen kérdése van, kérjük, írjon megjegyzést.

Első díj a vízi versenyen