טחנת רוח של שליטה פעילה: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מדריך זה נוצר להגשמת דרישת הפרוייקט של מסלול המכוניות באוניברסיטת דרום פלורידה (www.makecourse.com)

עלי לבחור פרויקט לעיצוב ולבנייה מהיסוד. החלטתי שאני רוצה לנסות ולבנות טחנת רוח שחישה את כיוון הרוח והתמודד מולו באופן פעיל, ללא צורך בשבבה או בזנב. מכיוון שההתמקדות שלי בפרויקט זה הייתה בשילוב חיישן ובקרת PID, טחנת הרוח לא עושה דבר עם האנרגיה שמסובבת את הלהבים. אל תהסס לשנות את העיצוב כך שיהיה שימושי יותר! להלן אין הדרך היחידה לבנות זאת. הייתי צריך לפתור כמה בעיות בלתי צפויות בדרך וזה הוביל אותי להשתמש בחומרים או בכלים שונים. כמה פעמים הסתפקתי בחלקים בהישג יד או שנלקחתי ממכשירים ישנים או טכנולוגיים. אז שוב, אל תהסס לזגוג היכן שזמזמתי. על מנת לתעד את הפרויקט במלואו, אצטרך להשמיד את הפרויקט שלי ביעילות על מנת לספק תמונות של כל שלב בנייה. אני לא מוכן לעשות זאת. במקום זאת סיפקתי את דגמי התלת מימד, רשימת החומרים וסיפקתי רמזים מועילים שלמדתי בדרך הקשה בדרך.

אספקה:

צירפתי את קוד ה- Arduino ואת קבצי Autodesk. תצטרך גם את הדברים הבאים: כלים:

-חותך צינורות קטן-מלחם, הלחמה, שטף-מברגים-מקדחה- סכין גילוח או סכין או סכין מדויקת- אקדח דבק חם- (אופציונלי) אקדח חום

חומרים:

-24 אינץ 'של צינורות אלומיניום בקוטר.25 אינץ' (קיבלתי את שלי מ- Mcmaster-Carr) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-בקר צעד צעד- (אפשרות 1) מגן כוח הכבידה וחיישן אפקט אולם מ- DfRobot- (אפשרות 2) כל אחר חיישן סיבוב אנלוגי 3+ החלקה עופרת או טבעת פנקייק-קופסאות מיסבים להרכבת האף-ברגים-עץ לפלטפורמה- סוללות (אני משתמש בלוח 9v ומפעיל את המדרגה עם 7.8 Li-Po) -RC מוטות דחיפה למטוס (כל חוט בקוטר קטן ונוקשה יספיק.)

שלב 1: דגם של טחנת הרוח

השתמשתי במהדורת Autodesk Inventor Student כדי לדגמן את פרויקט טחנת הרוח הזה. כללתי את קבצי ה- stl במדריך זה. אם הייתי עושה זאת שוב, הייתי מגדיל באופן דרסטי את שטח הלהבים שלי כך שהם יעבדו טוב יותר בקנה מידה זה. דברים שכדאי לזכור בעת עיצוב הדוגמאות של הפרויקט שלך הם קנה המידה של החלקים שלך לעומת הרזולוציה/סובלנות של המדפסת הזמינה שלך. הקפד להגדיל את הדגם שלך כך שיתאים לכל החיישנים הנדרשים או ציוד משולב אחר.

כמו כן גיליתי כי חששות החוזק הביאו אותי להשתמש בפריטים המיוצרים לפי הצינור, כמו צינורות האלומיניום, עבור חלקים מבניים. קניתי את המסבים שלי מ- Mcmaster-Carr והיה להם דגם תלת מימדי של אותם השתמשתי בכדי להתקין את המתאם המתאים להם מאוד.

גיליתי שציור חלקים לפני שניסיתי לדגמן אותם עזר לתהליך לעבור מהר יותר כמו גם להפחית את כמות ההתאמות שהייתי צריך לבצע כדי שהחלקים יעבדו יחד.

שלב 2: הרכבת ההדפסות

לדפוק כל קוצים על משטחי נושאות; משייפים אותם גם במידת הצורך.

השתמשתי בחום (בזהירות!) כדי ליישר כמה להבים שהתכופפו בזמן הקירור.

לך לאט בעת החדרת חומרה לחריצי ההרכבה/החורים שלהם.

לאחר הרכבת המבנה, הוסף את החיישנים ואת האלקטרוניקה שלך. זיגתי את האלקטרוניקה למקומה בתוך תיבת הפרויקט והשתמשתי במגהץ כדי "לרתך" את חיישן החיישן לתוך חריץ ההרכבה שלו בתוך הגוף.

שלב 3: הרכבת האלקטרוניקה

ודא שיש לך קשרים טובים לכל דבר. אין חוט חשוף; ללא פוטנציאל קצר חשמלי.

וודא שהחיישן שלך מותקן היטב.

עיין בקוד על מנת לזהות אילו סיכות מחוברות לאן. (כלומר חוטי מנוע הצעד או החוט האנלוגי של החיישן.)

הפעלתי את המנוע עם מקור חיצוני ולא דרך לוח ה- Arduino. לא רציתי לפגוע בלוח אם המנוע יזרם לזרם רב.

שלב 4: תכנת את הארדואינו

התוכנית ותוכנית השליטה בלולאה סגורה מהווים את ליבת הפרויקט. צירפתי את קוד ה- Arduino והוא הגיב באופן מלא. בעת כוונון ה- PID, גיליתי שהיה לי יותר קל אם אעשה את הפעולות הבאות: 1) הגדר את כל רווחי ה- PID לאפס. 2) הגדל את ערך P עד שהתגובה לשגיאה היא תנודה יציבה. 3) הגדל את ערך D עד שהתנודות נפתרות. 4) חזור על שלבים 2 ו -3 עד שלא תוכל להשיג שיפור נוסף.

5) הגדר P ו- D לערכים היציבים האחרונים. 6) הגדל את ערך I עד שהוא חוזר לנקודת ההגדרה ללא שגיאת מצב יציב.

בגלל העיצוב המכני יצרתי פונקציה של אזור דד לנתק את המנוע כאשר טחנת הרוח מכוונת נכון. זה מקטין באופן דרסטי את החום במנוע הצעד. לפני זה רצתי אותו וזה התחמם מספיק כדי לעוות את רציף המגדל ולנשור מההר שלו.

מכלול הלהב אינו מאוזן לחלוטין והוא כבד מספיק בכדי לגרום למכלול הציר להתנדנד. הנדנוד בעצם נותן מידע חיישן מזויף לתהליך ה- PID ומוסיף רעש הגורם לתנועה עודפת ובכך לחום.

שלב 5: היו מהנדס

לאחר שהכל מורכב ומתוכנת, מצא מאוורר או סערה טרופית ובדוק את יצירתך! חלק מהכיף לבנות זאת היה להבין כיצד לפתור את הבעיות שצצו. מדריך זה הוא קל על הפרטים מסיבה זו. בנוסף, אם אתה מנסה לבנות את זה ולהבין פתרונות טובים יותר אז עשיתי, אנא שתף אותם. כולנו יכולים ללמוד זה מזה.