Белсенді басқару жел диірмені: 5 қадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:50

Бұл нұсқаулық Оңтүстік Флорида университетінің Makecourse жобасының талаптарын орындау үшін жасалған (www.makecourse.com)

Мен жобалау мен құрылыстың басынан бастап жобаны таңдауым керек. Мен желдің бағытын сезетін және оған белсенді түрде қарсы тұратын жел диірменін құрғым келеді деп шештім. Бұл жобада сенсор мен PID басқару комбинациясына назар аударғандықтан, жел диірмені пышақтарды айналдыратын энергиямен ештеңе істемейді. Дизайнды пайдалы етіп өзгертуге тырысыңыз! Мұны жасаудың жалғыз жолы емес. Жол бойында күтпеген бірнеше мәселелерді шешуге тура келді, бұл маған әртүрлі материалдар мен құралдарды қолдануға әкелді. Мен бірнеше рет қолмен немесе ескі техникадан немесе техникадан тазартылған бөлшектерді жасадым. Бұл жобаны толық құжаттау үшін, мен әр құрастыру қадамының суреттерін беру үшін жобамды тиімді түрде жоюға тура келеді. Мен мұны істегім келмейді. Оның орнына мен 3d модельдерді, материалдар тізімін ұсындым және жол бойы қиын жолмен үйренген пайдалы кеңестер бердім.

Жабдықтар:

Мен Arduino кодын және Autodesk файлдарын қостым. Сонымен қатар сізге келесі құралдар қажет болады:

-Кіші құбыр кескіш-Дәнекерлеуіш, дәнекерлеуіш, бұрандалы драйверлер-Бұрғылау ұстарасы немесе кескіш немесе дәл пышақ-Ыстық желім тапаншасы-(міндетті емес)

Материалдар:

-24 дюйм.25 дюйм диаметрлі алюминий құбырлар (менікі Mcmaster-Carr компаниясынан болды) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 қадам реттегіші (1-нұсқа) DfRobot-тан ауырлық қозғалтқышы қалқаны мен холл эффект датчигі (2-нұсқа) аналогты айналмалы сенсор-3+ қорғасын сырғымасы немесе құймақ сақинасы-мұрынға арналған қорапшалы подшипниктер-бұрандалар-платформаға арналған ағаш-аккумуляторлар (мен тақта үшін 9 вольт қолданамын және 7.8 Li-Po бар қадамды қуаттандырамын) -RC жазықтық итергіш шыбықтар (кез келген қатаң шағын диаметрлі сымдар жасайды).

1 -қадам: Жел диірменін модельдеу

Мен жел диірмені жобасын модельдеу үшін Autodesk Inventor Student басылымын қолдандым. Мен stl файлдарын осы нұсқаулыққа енгіздім. Егер мен мұны тағы да қайталайтын болсам, мен пышақтардың беткі қабатын күрт ұлғайтар едім, сондықтан олар осы масштабта жақсы жұмыс істейді. Жобаны модельдеу кезінде есте ұстау керек нәрсе - бұл қол жетімді принтердің ажыратымдылығы мен рұқсатына қарсы бөлшектердің ауқымы. Модельді кез келген қажетті датчиктерге немесе басқа борттық жабдыққа сай етіп масштабтағаныңызға көз жеткізіңіз.

Сондай-ақ, мен беріктікке қатысты мәселелер құрылымдық бөлшектер үшін алюминий құбырлар сияқты әр өндірілетін заттарды қолдануға мәжбүр еткенін анықтадым. Мен мойынтіректерімді Макмастер-Каррдан сатып алдым және олардың 3D үлгісі болды, мен оларды бекітетін қондырғы жасадым.

Бөлшектерді модельдеуге әрекет жасамас бұрын оларды салу процестің жылдам жүруіне көмектескенін, сонымен бірге бөлшектердің бірігіп жұмыс жасауына қажетті түзетулердің мөлшерін азайтатынын білдім.

2 -қадам: принтерді жинаңыз

Мойынтірек беттеріндегі кез келген бұрылыстарды жұлып алыңыз; қажет болған жағдайда оларды құммен сүртіңіз.

Мен жылуды қолдандым (мұқият!) Салқындату кезінде майысқан жүздерді түзету үшін.

Аппараттық құралдарды бекіту ұяларына/саңылауларына енгізгенде баяу жүріңіз.

Құрылымды құрастырғаннан кейін сенсорлар мен электрониканы қосыңыз. Мен электрониканы жоба қорабының ішіне бекітіп қойдым және дәнекерлеуішті пайдаланып, датчикті корпустағы бекіту ұясына «дәнекерледім».

3 -қадам: электрониканы жинаңыз

Барлық нәрсемен жақсы байланыста екеніңізге көз жеткізіңіз. Ашық сым жоқ; ықтимал қысқа тұйықталу жоқ.

Сенсордың қатты бекітілгеніне көз жеткізіңіз.

Қандай түйреуіштер қай жерге қосылғанын анықтау үшін кодқа сілтеме жасаңыз. (яғни қадамдық қозғалтқыш сымдары немесе сенсорлық аналогты сым.)

Мен моторды Arduino тақтасы арқылы емес, сыртқы көзден қуаттадым. Егер қозғалтқыш көп ток тартса, мен тақтаны бүлдіргім келмеді.

4 -қадам: Arduino бағдарламасын жасаңыз

Бағдарлама мен жабық циклды басқару схемасы - бұл жобаның өзегі. Мен Arduino кодын тіркедім және ол толық түсіндірілген. PID баптаған кезде, мен келесі әрекеттерді орындасам, менің уақытым жеңіл болатынын білдім: 1) PID -тің барлық табыстарын нөлге қойыңыз. 2) Р мәнін қатеге жауап тұрақты тербеліс болғанша арттырыңыз. 3) тербелістер шешілгенше D мәнін арттырыңыз. 4) 2 -ші және 3 -ші қадамдарды одан әрі жақсарту мүмкін болмайынша қайталаңыз.

5) P және D мәндерін соңғы тұрақты мәндерге орнатыңыз. 6) I мәнін орнықты күй қатесі жоқ белгіленген нүктеге оралғанша арттырыңыз.

Механикалық конструкцияның арқасында жел диірмені дұрыс бағдарланған кезде қозғалтқыштың қуатын өшіру үшін тұйық аймақ функциясын жасадым. Бұл қадамдық қозғалтқыштағы жылуды күрт төмендетеді. Бұған дейін мен оны жүгірдім, ол мұнара платформасын бұрап, тауынан құлау үшін жеткілікті ыстық болды.

Пышақ жиынтығы теңдестірілмеген және айналмалы тораптың тербелуіне әкелетін жеткілікті ауыр. Тербеліс шын мәнінде PID процесіне сенсор туралы жалған ақпарат береді және шамадан тыс қозғалыс пен жылуды тудыратын шу қосады.

5 -қадам: Инженер болыңыз

Барлығы жиналып, бағдарламаланғаннан кейін, желдеткішті немесе тропикалық дауылды тауып, өз туындыларыңызды сынап көріңіз! Бұл құрылыстың қызықты бөлігі - туындаған мәселелерді қалай шешуге болатынын білу. Бұл нұсқаулық осы себепті егжей -тегжейлі. Сонымен қатар, егер сіз оны құруға және мен шешкен жақсы шешімдерді табуға тырыссаңыз, оларды бөлісіңіз. Біз бәріміз бір -бірімізден үйрене аламыз.