آسیاب بادی کنترل فعال: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

این دستورالعمل برای برآوردن الزامات پروژه Makecourse در دانشگاه فلوریدا جنوبی ایجاد شده است (www.makecourse.com)

من باید پروژه ای را برای طراحی و ساخت از ابتدا انتخاب کنم. من تصمیم گرفتم که بخواهم آسیبی بادی بسازم که جهت باد را حس کند و به طور فعال با آن روبرو شود ، بدون نیاز به پره یا دم. از آنجا که تمرکز من در این پروژه روی ترکیب سنسور و کنترل PID بود ، آسیاب بادی با انرژی چرخش تیغه ها هیچ کاری نمی کند. با خیال راحت می توانید طرح را تغییر دهید تا مفیدتر باشد! آنچه در زیر می آید تنها راه ساخت این نیست. من مجبور شدم چندین مشکل پیش بینی نشده را در طول راه حل کنم و منجر به استفاده از مواد یا ابزارهای مختلف شد. چندین بار با قطعاتی که در دستم بود کار کردم یا از لوازم قدیمی یا فناوری پاک کردم. بنابراین باز هم می توانید در جایی که من zagged کردم زیگ داشته باشید. برای مستندسازی کامل این پروژه ، باید پروژه خود را به طور م destroyثر تخریب کنم تا تصاویری از هر مرحله ساخت ارائه کنم. من تمایلی به انجام این کار ندارم. در عوض ، من مدلهای سه بعدی ، فهرست مواد و نکات مفیدی را که در این راه سخت آموخته ام ارائه کرده ام.

تدارکات:

من کد آردوینو و فایلهای Autodesk را وارد کرده ام. همچنین به موارد زیر نیاز خواهید داشت: ابزارها:

-برش لوله کوچک-لحیم کاری ، لحیم کاری ، شار-پیچ-دریل-تیغ یا جعبه شکن یا چاقو دقیق-تفنگ چسب داغ- (اختیاری) تفنگ حرارتی

مواد:

-24 اینچ لوله آلومینیومی با قطر.25 اینچ (من معدن را از Mcmaster-Carr گرفتم) -آردوینو Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 stepper controller- (گزینه 1) سپر موتور جاذبه و سنسور اثر هال از DfRobot- (گزینه 2) سایر موارد سنسور چرخشی آنالوگ -3+ لغزنده سربی یا حلقه پنکیک-یاتاقان های پروژه برای مونتاژ بینی-پیچ-چوب برای پلت فرم-باتری ها (من از 9v برای برد استفاده می کنم و استپر را با 7.8 Li-Po تغذیه می کنم) -RC میله های فشار هواپیما (هر سیم سفت با قطر کوچک مناسب است.)

مرحله 1: مدل آسیاب بادی

من از مدل Autodesk Inventor Student برای مدل سازی این پروژه آسیاب بادی استفاده کردم. من فایل های stl را در این دستورالعمل قرار داده ام. اگر بخواهم دوباره این کار را انجام دهم ، سطح تیغه های خود را به شدت افزایش می دهم تا در این مقیاس بهتر کار کنند. مواردی که هنگام مدل سازی پروژه باید در نظر داشته باشید مقیاس قطعات شما نسبت به وضوح/تحمل چاپگر موجود است. مطمئن شوید که مدل خود را مقیاس بندی کرده اید تا متناسب با سنسورهای مورد نیاز یا سایر تجهیزات پردازنده باشد.

همچنین دریافتم که نگرانی های مربوط به استحکام باعث شده تا از قطعات ساختمانی مانند لوله آلومینیوم برای قطعات ساختاری استفاده کنم. من بلبرینگ های خود را از مک مستر کار خریدم و آنها یک مدل سه بعدی از آنها داشتند که من از آنها برای ساختن سوار مناسب آنها استفاده می کردم.

من دریافتم که طراحی قطعات قبل از تلاش برای مدل سازی آنها به روند سریعتر کمک می کند و همچنین میزان تنظیمات مورد نیاز برای کارکردن قطعات را کاهش می دهد.

مرحله 2: چاپها را جمع آوری کنید

هر گونه سوراخ روی سطوح یاتاقان را بردارید. در صورت نیاز آنها را نیز سنباده بزنید.

من از گرما (با دقت!) برای صاف کردن چند تیغه که هنگام خنک شدن خم می شوند استفاده کردم.

هنگام وارد کردن سخت افزار به شکاف/حفره های نصب آنها ، سرعت خود را کاهش دهید.

پس از مونتاژ ساختار ، سنسورها و وسایل برقی خود را اضافه کنید. من وسایل برقی را در جعبه پروژه قرار دادم و از آهن لحیم کاری برای "جوش" محل اتصال سنسور به شکاف نصب داخل بدن استفاده کردم.

مرحله 3: قطعات الکترونیکی را مونتاژ کنید

اطمینان حاصل کنید که ارتباطات خوبی با همه چیز دارید. بدون سیم آشکار ؛ بدون اتصال کوتاه احتمالی

اطمینان حاصل کنید که سنسور شما محکم نصب شده است.

برای تشخیص کد کدام پین ها در کجا وصل شده است ، کد را ارجاع دهید. (یعنی سیمهای موتور پله ای یا سیم آنالوگ سنسور.)

من موتور را با منبع خارجی تغذیه کردم تا از طریق برد آردوینو. اگر موتور به شدت جریان پیدا کند نمی خواهم به برد آسیب برسانم.

مرحله 4: آردوینو را برنامه ریزی کنید

برنامه و برنامه کنترل حلقه بسته هسته اصلی این پروژه است. من کد آردوینو را ضمیمه کرده ام و کاملاً کامنت گذاری شده است. هنگام تنظیم PID ، متوجه شدم که اگر کارهای زیر را انجام دهم ، راحت تر هستم: 1) همه دستاوردهای PID را به صفر برسانید. 2) مقدار P را افزایش دهید تا زمانیکه پاسخ به خطا یک نوسان ثابت باشد. 3) مقدار D را تا زمان حل شدن نوسانات افزایش دهید. 4) مراحل 2 و 3 را آنقدر تکرار کنید تا دیگر پیشرفتی نداشته باشید.

5) P و D را روی آخرین مقادیر پایدار تنظیم کنید. 6) مقدار I را افزایش دهید تا زمانی که به نقطه تعیین شده بدون خطای حالت ثابت بازگردد.

به دلیل طراحی مکانیکی ، من یک تابع deadzone ایجاد کردم تا در مواقعی که آسیاب بادی به درستی جهت گیری می کند ، موتور را قطع کند. این امر به شدت گرمای موتور پله ای را کاهش می دهد. قبل از این من آن را اجرا کردم و آنقدر داغ شد که سکوی برج را تاب بدهد و از کوه خارج شود.

مجموعه تیغه کاملاً متعادل نیست و آنقدر سنگین است که باعث تزلزل مجموعه محور می شود. تکان دادن اساساً اطلاعات حسگر جعلی را به فرآیند PID می دهد و سر و صدا را ایجاد می کند که باعث حرکت بیشتر و در نتیجه گرما می شود.

مرحله 5: مهندس باشید

هنگامی که همه چیز مونتاژ و برنامه ریزی شد ، یک طرفدار یا یک طوفان گرمسیری پیدا کنید و خلقت خود را آزمایش کنید! بخشی از سرگرم کننده برای ساختن این امر ، چگونگی حل مشکلات ایجاد شده بود. این دستورالعمل به همین دلیل جزئیات را روشن می کند. علاوه بر این ، اگر شما سعی می کنید این را بسازید و راه حل های بهتری نسبت به من پیدا کنید ، لطفاً آنها را به اشتراک بگذارید. همه ما می توانیم از یکدیگر یاد بگیریم.