Active Control tuuleveski: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

See juhend on loodud Lõuna -Florida ülikooli Makecourse'i projektinõude täitmiseks (www.makecourse.com)

Ma pidin juba algusest peale valima projekti, mida kavandada ja ehitada. Otsustasin, et tahan proovida ehitada tuuleveskit, mis tundis tuule suunda ja oli sellega aktiivselt silmitsi, ilma et oleks vaja laba või saba. Kuna selles projektis keskendusin andurile ja PID -juhtimise kombinatsioonile, ei tee tuuleveski midagi labadega keerutava energiaga. Muutke kujundust kasulikumaks! Järgnev pole ainus viis selle loomiseks. Pidin lahendama mitmeid ettenägematuid probleeme ja see viis erinevate materjalide või tööriistade kasutamiseni. Mitu korda leppisin käepärast olevate osadega või vanade seadmete või tehnikaga. Nii et jällegi võite vabalt zigreerida seal, kus ma zagged. Selle projekti täielikuks dokumenteerimiseks pean ma oma projekti tõhusalt hävitama, et esitada pilte igast ehitamise etapist. Ma ei ole nõus seda tegema. Selle asemel olen esitanud kolmemõõtmelisi mudeleid, materjalide loendit ja andnud kasulikke näpunäiteid.

Tarvikud:

Olen lisanud Arduino koodi ja Autodeski failid. Teil on vaja ka järgmist: Tööriistad:

-Väike torulõikur-jootekolb, jootetoru, voolikruvikeerajad-puur-habemenuga või karbilõikur või täpne nuga-kuumliimipüstol- (valikuline) kuumutuspüstol

Materjalid:

-24 tolli.25-tollise läbimõõduga alumiiniumtoru (sain oma Mcmaster-Carrilt) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 samm-kontroller- (valik 1) Gravitatsioonimootori kilp ja halliefekti andur DfRobotilt (valik 2) mis tahes muu analoog-pöörlemissensor-3+ pliiatsiga libisemiskindel või pannkoogirõngaga projekteeritavad karbilaagrid ninakomplekti jaoks-kruvid-puit platvormi jaoks-akud (ma kasutan plaadi jaoks 9v ja toidan astmelist 7,8 Li-Po) -RC tasapinnalised tõukurvardad (sobib iga jäik väikese läbimõõduga traat.)

Samm: modelleerige tuuleveski

Selle tuulikuprojekti modelleerimiseks kasutasin Autodesk Inventor Student väljaannet. Lisasin stl -failid sellesse juhendisse. Kui ma peaksin seda uuesti tegema, suurendaksin terade pinda järsult, nii et need töötaksid selles skaalas paremini. Projekti modelleerimisel tuleb silmas pidada teie osade skaalat ja teie saadaoleva printeri eraldusvõimet/tolerantse. Veenduge, et skaleerite oma mudelit nii, et see sobiks vajalike andurite või muu pardaseadmega.

Samuti leidsin, et tugevusprobleemid ajendasid mind konstruktsiooniosade jaoks kasutama toodetud esemeid, näiteks alumiiniumtorusid. Ostsin oma laagrid Mcmaster-Carrilt ja neil oli neist 3D-mudel, mille abil tegin kinnituse neile väga hästi.

Leidsin, et osade joonistamine enne nende modelleerimist aitas protsessil kiiremini kulgeda ja vähendas osade koostoimimiseks vajalikke kohandusi.

Samm 2: Koguge prindid kokku

Eemaldage laagripindadel olevad purse; vajadusel lihvi neid ka.

Kuumutusega (ettevaatlikult!) Sirutasin paar tera, mis jahtudes paindusid.

Liikuge aeglaselt, kui sisestate riistvara nende kinnituspiludesse/avadesse.

Kui struktuur on kokku pandud, lisage andurid ja elektroonika. Liimisin kuumtöödeldud elektroonika projektikarbis oma kohale ja kasutasin jootekolvi abil anduri kinnituse kehasse kinnituspessa "keevitamiseks".

Samm: pange elektroonika kokku

Veenduge, et teil oleks kõigega head ühendused. Puudub avatud traat; puuduvad võimalikud lühised.

Veenduge, et andur on kindlalt paigaldatud.

Viidake koodile, et teha kindlaks, millised tihvtid on kuhugi ühendatud. (st samm -mootori juhtmed või anduri analoogtraat.)

Toitsin mootorit pigem välise allikaga kui Arduino plaadi kaudu. Ma ei tahtnud tahvlit kahjustada, kui mootor tõmbas palju voolu.

Samm: programmeerige Arduino

Programm ja suletud ahela juhtimisskeem on selle projekti tuum. Lisasin Arduino koodi ja see on täielikult kommenteeritud. PID -i häälestamisel leidsin, et mul oli lihtsam, kui tegin järgmist: 1) Seadke kõik PID -võimendused nulli. 2) Suurendage P väärtust, kuni veale reageerimine on ühtlane. 3) Suurendage D väärtust, kuni võnkumised lahenevad. 4) Korrake samme 2 ja 3, kuni te ei saa enam paraneda.

5) Seadke P ja D viimastele stabiilsetele väärtustele. 6) Suurendage väärtust I, kuni see jõuab seadeväärtuseni ilma püsiseisundi veata.

Mehaanilise konstruktsiooni tõttu lõin surnud tsooni funktsiooni, et katkestada mootori toide, kui tuulik on õigesti orienteeritud. See vähendab oluliselt samm -mootori kuumust. Enne seda jooksin seda ja see läks piisavalt kuumaks, et torni platvorm kõverduda ja selle alusest välja kukkuda.

Terakomplekt ei ole täiuslikult tasakaalus ja see on piisavalt raske, et põhjustada pöördsõlme kõikumist. Kõikumine annab PID -protsessile sisuliselt valeanduri teavet ja lisab müra, mis põhjustab liigset liikumist ja seega kuumust.

Samm: olge insener

Kui kõik on kokku pandud ja programmeeritud, leidke ventilaator või troopiline torm ja proovige oma loomingut! Üks osa selle ehitamise lõbust oli nuputamine, kuidas tekkinud probleeme lahendada. Sel põhjusel on käesolev juhend üksikasjalikult valgustatud. Lisaks, kui proovite seda üles ehitada ja leida paremaid lahendusi, siis tegin neid, palun jagage neid. Me kõik saame üksteiselt õppida.