Велосипед энергиясының демонстрациясы (құрастыру): 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл нұсқаулықтың мақсаты - балалардың инженерлікке деген қызығушылығын ояту үшін интерактивті велосипед демонстрациясын құру. Жоба келесідей жұмыс істейді, себебі бала велосипедті жылдам басқарады, ол дисплей тақтасында көбірек шамдарды қосады, ақырында көк жарықдиодты шамдарда CITADEL сөзін жазады. Шабандоз жылдамырақ педальды жалғастыра бергенде, ол қызыл бульдиодты шамдар ретінде бульдогтың көзін белсендіре алады. Жобаның кез келген стандартты есік есігі арқылы сыныптарға кіруін қамтамасыз ету үшін әр жинақтың ені ешқашан 30 дюймден аспайды. Дисплей тақтасы дөңгелектерге салынған, сондықтан ол оңай тасымалданады. Барлық материалдар мен құралдар бар болғандықтан, бұл жобаны аяқтауға шамамен 6-10 күн қажет болады, егер сіз барлық жабдықты/электрлік компоненттерді, сондай -ақ велосипедті сатып алуыңыз қажет болса, шамамен $ 400 АҚШ долларын құрайды.

Қолданылатын құралдар: Бұрғылау машинасы, үстел арасы, джигсо, бұрғылау станогы, тегістеуіш, рулетка, тұтқаны ұстау, розетка кілті, дәнекерлеуіш, сым қысу құралы, 3D принтер, әр түрлі тұрмыстық құралдар (қысқыштар, қайшылар және т.б.)

Қолданылатын материалдар:

12 мм диффузиялық жұқа Digitel RGB жарықдиодты пиксельдер (Strand 25) (2)

GDSTIME 5V DC 50мм желдеткіш (2)

Ардуино Уно

5 мм (HTD) қадам, ені 15 мм Бір жақты белбеу

Kent 20 «Boys Ambush Bicycle Velosiped немесе кез келген басқа 20» велосипед артқы ілгегі бар

Үлкен салқындатқыш - Мультиватт пакеті (Sparkfun -дан) (5)

Ауа экраны 2 «x4» x8 'қысымды өңделген ағаш 1-1/2 «(4)

Дисплей тақтасына арналған фанера (жеңіл, бірақ біршама берік)

Хаттарға арналған тақтайша

Дисплей тақтасының аяқтарына арналған төртбұрышты ағаш дюбельдер

Бұрыштық жақша мәнінің жиынтығы (18564)

Everbilt 2 дюймдік ауыр бұрыштық тірек (2 пакет)

Ұстау рәсімі # 8 x 2”бұрандалар (№ PTN2S1 үлгісі)

24 Вт 250 Вт электрлік скутер моторлы скутерлерге арналған (№ MOT-24250B тармағы)

WIR-110, 16 қуатты қара кабель сымы (12 фут)

WIR-110, 16 қуатты қызыл кабель сымы (12 фут)

16-20 өлшеуіш сым

LM338T/NOPB желілік кернеу реттегіші

5 Gang терминалды блогы (2)

Дәнекерлеу тақталары

1.0 Ом резисторлары (5)

5,1 кОм резисторлар (2)

150 Ом резисторы

100 кОм резистор

2200 uF конденсатор

20 кОм резистор

200 пФ конденсатор

5 вольтты диод

2N2905 транзисторы немесе эквиваленті

1,5 к потенциометр

LM308 Op-амп

Өткізгіш сымдар жиынтығы

Бояу / бояу щеткалары

1 -қадам: жаттықтырушыны құру

2х4х8 ағаш кесектерін екі 28 дюймдік тақтаға, тағы екі тақтай 24 дюймге және тағы екеуі 16 дюймге кесуден бастаңыз. Бұл үшін сізге 2х4х8 екі тақтай қажет. Әр ұшында 45 градус бұрыштары бар қосымша төрт тақтаны кесіңіз. Бұл екі тақтаның ұзындығы 10 дюйм болуы керек. 16 дюймдік тақталарды қолданып, тақтадағы ені 3 дюйм және ені 3/4 дюйм болатын ойықтарды кесу үшін пазлды қолданыңыз. Кесуді жасамас бұрын бұл өлшемдерді қадағалау пайдалы.

10 дюймдік тақталардың 2 -ін алыңыз және оларды 16 дюймдік тақталардың біріне бекітіңіз. 16 дюймдік тақтаны оңға қарай көтеріңіз және 10 дюймдік тақтайшаның әр жағына сүйеніңіз, сонда олар тақтаймен және еденмен біркелкі болады. 3 тақтаны бекіту үшін бұрандаларды қолданыңыз. Қалған 16 дюйм үшін осы процедураны қайталаңыз. 10 дюймдік екі тақта.

12 «24» тақталар мен 16 «тақталардың ортасына 12» белгісін белгілеңіз. Екі таңбаны 16 «тақтай тік болатындай етіп, 24» тақтаймен бір жағына қойылатын етіп қатарлаңыз. 2 бұранданы бұраңыз. 16 дюймнен 24 дюймге дейінгі тақтаға және әрбір 10 «тақтаға 24» тақтаға тағы 2. Бұл процесті басқа 24 «тақтаймен және 10» тақтасы бекітілген 16 дюймдік тақтамен қайталаңыз.

Әрі қарай тақтаның ортасын 28 дюймдік тақтаға белгілеңіз. 14 «белгісінің әр жағында тағы 4» белгісін қойыңыз. Бұл 2 белгі арасында 8 «болуы керек. Осы белгілердегі 24 дюймдік тақталарды тақтаның ішкі жағына белгі қойыңыз. 3 тақтаны бір -біріне бекіту үшін әрқайсысына 2 бұранданы бұраңыз. Мұны басқа 28 дюймдік тақтамен қайталаңыз, осылайша бәрі қосылады.

2 -қадам: мотор кергішті салу/бекіту

Белбеуді тартудың қолайлы әдісін алу - бұл команда күрескен нәрсе. Біз жоғарыда көрсетілген нәрсеге келмес бұрын бірнеше түрлі идеялардан өттік. Металл жылжымалы рельс мінсіз болар еді, бірақ бюджеттің аздығына байланысты команда ауыспалы ағаш рельсті шешуге мәжбүр болды.

2 «x4» блоктары бар L пішінді фигураны құрудан бастаңыз. Ол орнататын L төменгі бөлігі ұзындығы шамамен 8 дюйм болуы керек, ал жоғарғы бөлігі шамамен 6 дюйм. Қозғалтқышты бекіту үшін тағы 2 «x4» блокты кесіңіз. Команда рельс жүйесін құру үшін біз тапқан қосалқы, кішкентай тікбұрышты ағаш тіректі қолданды. Төменгі рельс мотор блогының түбіне бекітілген екі рельстен тұрады. Мұндағы кілт - 2 «x4» с бұралған кезде бөлінбейтін берік ағашты пайдалану. Команда қозғалтқыш орнатылған 2 «x4» блогы арқылы тесік бұрғылау үшін бұрғылау прессін қолданды. Л. -ның жоғарғы бөлігінен тағы бір тесік бұрғыланды. Ұзын болт бүкіл жүйе бойынша жүргізілді. Жүкті бөлу үшін екі жағында да үлкен жуғыштарды қолданғаныңызға сенімді болыңыз. Соңғы құрастырушы жаттықтырушыға L-жақшалар арқылы бекітілді. Рельс пен жаттықтырушының арасына жүйенің жоғары кернеуде иілу үрдісін болдырмау үшін ағаштың кішкене блогы салынған. Артқы доңғалақпен дұрыс туралауды қамтамасыз ету үшін оны жаттықтырушыға орнатқан кезде оны орнында ұстап тұрған біреудің болуы пайдалы.

3 -қадам: Артқы доңғалақты велосипедтен алып тастаңыз және бекітіңіз

Артқы доңғалақты велосипедтен алу үшін алдымен шинаның ауасын шығарыңыз. Содан кейін артқы доңғалақтың мойынтірегін ұстап тұрған гайкаларды алыңыз. Тізбекті артқы берілістен ажыратыңыз. Егер велосипедтің артқы тежегіштері болса, артқы тежегіш жастықшаларын алу қажет болуы мүмкін. Дөңгелек пен доңғалақ толығымен сөніп қалған кезде, доңғалақты доңғалақтың бүйірінен созу үшін лом қолданыңыз. Дөңгелек пен шинаның арасындағы ломды ұстай отырып, біреуді дөңгелекті баяу жұлып алу үшін бұрыңыз. Аяқтағаннан кейін, дөңгелекті велосипедке қайта орнату үшін керісінше қадамдарды орындаңыз. Қайта орнатпас бұрын белдікті дөңгелектің айналасына бекітіңіз. Қазықтарды орнату үшін бекіту гайкаларын қайта орнатпас бұрын оларды артқы осьтің үстіне сырғытыңыз.

4 -қадам: Схеманы құру

Схемада көрсетілген схема берілген сілтеме бойынша алынды:

makingcircuits.com/blog/how-to-make-a-25-a…

Біз құрастырған схеманың екі функциясы бар. Біріншісі - қозғалтқыштан тұрақты кернеудің айнымалы кірісін шамдарды қуаттандыру үшін қолданылатын тұрақты 5В тұрақты шығысқа реттеу. Екіншісі - қозғалтқыштан шығуды 0 -ден 5 вольтке дейін төмендету үшін кернеу бөлгішті қолдану. Содан кейін бұл шығыс Arduino Uno аналогтық кіріс портына енгізіледі, оның шегі 5В. Arduino Uno белгілі бір кернеуде белгілі бір шамдарды іске қосу үшін кодталған. Бұл код төменде берілген.

Жоғарыда келтірілген схемада көрсетілген тізбек кернеуді 5 сызықтық реттегіш арасында (lm338) біркелкі тарату үшін қолданылады. Бұл реттегіштерді жүктемені бөлу үшін параллель орналастыруға болмайды, себебі олардың ішкі компоненттерінің айырмашылығы әрқайсысынан біршама өзгеше шығуларға әкеледі. Ең жоғары шығуды қамтамасыз ететін сызықтық реттегіш жүктемені толығымен алады. Жоғарыда келтірілген тізбекті қолдану шығыстарды тұрақтандырады және жүктемені біркелкі бөледі. Шамдар таңдалған түстермен конфигурацияланған (48 көк 2 қызыл) 1,5А шамасында максималды ток шығарады. Шамдарды ақ түске кодтау максималды тартылған токты (3А) құрады. Кернеу 28 В -тан 5 В -қа дейін реттеледі. Бұл 23В айырмашылық. 23V x 1.5A = 34.5W қуаты, ол жылу ретінде бөлінуі керек. Сондықтан жүктеуді реттеушілер арасында бөлу команда үшін өте маңызды. Егер бір реттегіш барлық жүктемені алатын болса, ол максималды жұмыс температурасынан асып кетер еді.

Алдымен тізбекті дәнекерлемейтін тақтаға салыңыз. Шуды азайту үшін қозғалтқыштың шығуына үлкен конденсатор қою керек (біз 2200 uF қолдандық). Бұл Arduino қабылдайтын кірді тазартады және жарық дисплейін тұрақты етеді (шамдар тұрақты жыпылықтамайды). Алайда, егер сіз ұстамалы машинаны жасағыңыз келсе, 2 доллар үнемдеңіз және конденсаторды босатыңыз. Әрі қарай, кернеуді бөлу тізбегін қосыңыз. Кернеуді бөлгіштен Arduino Uno аналогтық A0 кірісіне секіргіш сымды жүргізіңіз. Ардуиноны жерге секіріңіз. Қосылған сызбаны қараңыз. Шамдарды қосу туралы қосымша ақпаратты төмендегі сілтемеден табуға болады:

learn.adafruit.com/12mm-led-pixels/wiring

5 -қадам: схеманы тексеру

Жоғарыдағы зертханалық орындықта көрсетілген жабдық пайдалы, бірақ тізбекті тексеру үшін қажет емес. Дегенмен, сізге тұрақты ток қозғалтқышының шығыс білігін бұрудың қандай да бір әдісі қажет болады. Ең дұрысы, біз велосипедті қолданған болар едік, бірақ ол әлі поштада болғандықтан, балама шешімді іздеуге тура келді. Қозғалтқыштың полярлығын өзгерткеніңізге көз жеткізіңіз (жерге қосылған (қара) сым ыстық болады, ал ыстық (қызыл) сым жерге айналады). Барлығы қосылғаннан кейін, 5В шығыс кернеуін алғанша тізбектегі потенциометрді реттеңіз. Ол үшін кез келген стандартты вольтметрді қолдануға болады. Кернеудің шығуын дұрыс реттеу үшін тізбек үлкен жүктемеде болуы керек. Микроконтроллердің кодын іске қосу үшін Arduino компьютерлік бағдарламалық жасақтамасын жүктеу қажет болады. FastLED кітапханасы да орнатылуы керек. Бағдарламалық жасақтама жүктелгеннен кейін және сіз Arduino -ға кодты жүктегеннен кейін, жоғарғы оң жақ бұрыштағы сериялық мониторға өтіңіз, сіз Arduino Uno қабылдайтын кернеуді бақылай аласыз. Қажет болса, контурды мүмкіндігінше төмендету үшін түзетулер енгізіңіз және қайтадан тексеріңіз. Алға жылжу алдында барлық компоненттердің дұрыс жұмыс жасайтынына көз жеткізіңіз.

6 -қадам: тізбекті дәнекерлеу

Жоғарыдағы суретте сіз екі электронды тақта салынғанын байқайсыз. Бастапқыда команда 10 lm338 желілік кернеу реттегішін қолдануды жоспарлады, бірақ әрі қарай тексеруден кейін 5 тізбегі бар бір тізбек маңызды екенін анықтады. Алайда, біз қажет етпейтін тақтада кернеу бөлгіш бар, сондықтан ол әлі де қолданылады.

Жеке қалау бойынша команда сызықтық реттегіштерді схемаға қосуды шешті. Бұл бізге оларды сәл еркін орнатуға және үлкен жылу қабылдағыштарды жақсырақ ұстауға мүмкіндік берді. Барлық компоненттерді прототиптен жаңа дәнекерлеу тақтасына дейін дәнекерлеңіз. Біз дәнекерленген тақтадан жылжытқанда схема дәл көшірме болуы үшін пермапрото тақтасын қолдандық. Қозғалтқыштан және шамдардан жылдам ажырату үшін екі 5 топтық терминал блогы пайдаланылды.

7 -қадам: Дисплей тақтасын жасаңыз

Дисплей тақтасы бірнеше кезеңнен тұрады.

1) Дисплей тақтасы тақта мен бекіткіштен тұрады. Дисплей жұқа ағаштан жасалған және 57 1/2 дюймге 5 фут болатын тірекке орнатылған, тірек 45 градусқа созылатын көлденең қималы арқалықпен бекітілген. артқы аяқтан тік тірекке дейінгі бұрыш. Бұл ағаш пен бұрандалардың көмегімен жасалған. Тақтаны және тіреуді аяқтағаннан кейін әр бұрышта бекіткіште төрт доңғалақ бұрғыланды

2) Әріптердің дисплейі (C-I-T-A-D-E-L) дисплей мен бекіткіштен бөлек құрастырылған. Алдымен әріптер 8 дюйм 12 дюймдік тақтайша тақтайшаларынан салынды, содан кейін қиылды. Әріптердің ені әр түрлі 10 биіктікте. Әріптердің сырты таспалы арамен және әріптердің ішкі бөлігіне арналған джигсо көмегімен кесілген.

3) Әріптер қиылғаннан кейін тақтаға сұйық шегемен бекітілді. Бұл әріптердің тақтаға бекітілуін қамтамасыз етті. Әрі қарай, әріптерде 12 'биттік көмегімен тесіктер бұрғыланды. Бұл Шамдар көрсетілетініне сенімді болады.

4) Содан кейін дисплей ақ түске боялды және әріптер (C-I-T-A-D-E-L) нәресте көк түске боялды. Содан кейін тақта жақтауына көк жиек қосылды.

5) Әріптер (T-H-E) тақтаға ені әр түрлі 4 биіктікте боялған.

6) Тақтаның төменгі жағындағы Bulldog тақтаға акрил бояуы қоспасы арқылы боялған. Жарыққа сәйкес келу үшін 12 мм тесікпен көздер арқылы тесіктер жасалған.

7) Ақырында, шамдар тақтаға қойылды және дисплей тақтасы толық болды.