DIY Wave Tank / canal folosind Arduino și slot V: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Un rezervor de unde este un set de laborator pentru observarea comportamentului undelor de suprafață. Rezervorul tipic pentru valuri este o cutie umplută cu lichid, de obicei apă, lăsând spațiu deschis sau umplut cu aer deasupra. La un capăt al rezervorului un actuator generează unde; celălalt capăt are de obicei o suprafață care absoarbe undele.

De obicei, aceste tancuri costă foarte mulți bani, așa că am încercat să fac o soluție foarte ieftină pentru studenții care doresc să folosească rezervorul pentru testarea proiectelor lor.

Pasul 1: Cum funcționează doza

Așadar, proiectul constă din două dispozitive de acționare realizate folosind extruziuni din aluminiu cu slot în V.

Un motor pas cu pas este conectat la fiecare actuator și ambele motoare sunt controlate de aceeași acționare a motorului pas cu pas, astfel încât să nu existe întârziere.

Arduino este folosit pentru a controla driverul motorului. Un program de meniu este folosit pentru a da intrare la arduionul conectat prin PC. Plăcile de acționare sunt montate pe porticul slotului V, care va merge înainte și înapoi odată ce motoarele pornesc și această mișcare înainte și înapoi a plăcilor generează valurile în interiorul rezervorului. motor prin arduino.

Pasul 2: Vă rugăm să rețineți înainte de a începe

Nu am acoperit majoritatea lucrurilor mici, cum să folosiți arduino sau cum să faceți sudarea pentru a păstra acest tutorial mic și ușor de înțeles. Majoritatea lucrurilor lipsă vor fi șterse în imagini și videoclipuri. Vă rugăm să-mi trimiteți un mesaj dacă există vreo problemă sau întrebări cu privire la proiect.

Pasul 3: Strângeți tot materialul

1. Micro contoler Arduino
2. 2 * motor pas cu pas (cuplu de 2,8 kgcm per motor)
3. 1 * Driver motor pas cu pas
4. Sistem de gantry slot 2 * V
5. Plăci de oțel sau fier pentru corpul rezervorului
6. Rigide pentru susținerea corpului
7. Fibra sau folie de plastic pentru a face placa de acționare
8. Cabluri alimentare 48 V DC

Nu am inclus materiale pentru gantry v-slot, deoarece lista va fi foarte mare, atunci doar google v-slot veți obține multe videoclipuri cu privire la modul de asamblare, am folosit extrudarea din aluminiu 2040. Capacitatea motorului și capacitatea de alimentare se vor schimba dacă doriți să transportați mai multă sarcină.

Dimensiunile rezervorului

Lungime 5,50 m

Lățime 1,07 m

Adâncime 0,50 m

Pasul 4: Dimensiuni Variuos

Pentru ca lucrurile să fie mai simple și mai scurte, am realizat imagini ale diferitelor componente cu o scală, astfel încât să puteți vedea dimensiunile acestora.

Pasul 5: Crearea corpului

Corpul este realizat din tablă de fontă cu grosimea de 3 mm.

Lățimea rezervorului este de 1,10 metri, lungimea de 5 metri și înălțimea de 0,5 metri.

Corpul rezervorului este alcătuit din oțel ușor, cu întărituri în jurul său ori de câte ori este necesar. Plăcile ușoare de oțel au fost îndoite și tăiate în diferite secțiuni în funcție de dimensiunile rezervorului. Aceste secțiuni au fost apoi ridicate prin sudarea lor împreună. Rigiditățile au fost, de asemenea, sudate împreună pentru a face structura mai puternică.

Prima placă a fost îndoită în dimensiunea dorită în diferite secțiuni și apoi aceste secțiuni au fost sudate împreună pentru a ridica corpul. Rigide au fost adăugate ca suport rigidizări dimensiunile sunt prezentate în imagine

Pasul 6: Asamblarea actuatorului și fabricarea plăcilor

dispozitivele de acționare sunt realizate folosind sisteme cu sloturi V. Acestea sunt foarte ieftine și ușor de construit, puteți să-l găsiți online cum să asamblați unul dintre acestea. Nu am inclus tutorial de asamblare, deoarece se va modifica în funcție de sarcina pe care doriți să o transportați. Pentru mine, sarcina la viteza maximă a fost de aproximativ 14 kg.

Placa de acționare este construită folosind folie frp, poate fi utilizat și acrilic. A fost construit un cadru din oțel inoxidabil pentru a susține placa frp.

Cadru de paletă

Rama paletei este alcătuită din oțel inoxidabil. Oțelul inoxidabil este rezistent la apă și astfel va rezista la coroziune. Secțiunea pătrată de 2 x 2 cm a fost utilizată pentru cadrul paletei. A fost necesar un cadru robust, deoarece o mulțime de sarcină ciclică va fi acțiunea asupra paletei în timpul generării valurilor. Cadrul de oțel nu se va îndoi și astfel va genera un val sinusoidal regulat.

O clemă L personalizată a fost realizată pentru a conecta placa actuatorului cu placa portantă pe sistemul vslot.

Pasul 7: Manupalarea caracteristicilor valurilor

Rezervorul poate genera înălțime de undă diferită în funcție de cerință. Pentru a genera diferite înălțimi de undă, RPM-ul motorului este reglat. Pentru a obține o înălțime mare de undă, RPM-ul motorului este crescut, de asemenea, scade lungimea de undă a undei. Similara pentru a crește lungimea de undă RPM a motorului este redusă. RPM poate fi ajustat alegând opțiunea RPM personalizată din meniu.

RPM maxim = 250

RPM minim = 50

Mai jos este exemplu de înălțime de undă diferită înregistrată de accelerometru. Prima imagine este datele înregistrate la RPM ridicate, ca urmare obținem înălțimea mare a valurilor. A doua imagine arată înălțimea de undă scăzută și lungimea de undă crescută a graficului, care sunt datele înregistrate de acceleromerter și reprezintă caracteristicile efective de undă ale undei generate.

Pasul 8: Conexiuni electronice și program

În timp ce conectați sursa de alimentare, aveți grijă la polaritatea conexiunii conectați terminalul pozitiv la pozitiv și negativ la negativ. Faceți conexiunile pentru motor și driver așa cum se arată în imagine. Odată ce toate conexiunile sunt corecte conectați pinii microcontrolerului (8, 9, 10 și 11) la șoferul motorului pas cu pas. Conectați microcontrolerul la un computer printr-un USB. Porniți Arduino IDE> Monitor serial.

Programul este inclus în tutorial și se explică de la sine, folosește declarații majuscule și dacă ar trebui să funcționeze. Este foarte simplu, un elev de liceu îl poate înțelege.

Iată linkul Google Drive către program

Program de control Arduino

Pasul 9: Controlul actuatoarelor prin programul de meniu

Odată ce microcontrolerul este conectat corect la computer, veți găsi un meniu similar. Pentru a alege opțiunea, tastați numărul de lângă opțiune și apăsați Enter

Exemplu:-

Pentru a alege „Actuați la frecvență maximă” tastați 1 și apăsați Enter.

Pentru a opri tipul de acțiune 0 și apăsați Enter.

Oprire de urgență

Pentru a opri actuatorul, apăsați zero „0” și introduceți.

Pentru a face o oprire de urgență, fie apăsați reset pe microcontroler, fie întrerupeți alimentarea.

Pasul 10: Cum se operează Wave Tank

Acest tanc a fost realizat ca parte a proiectului meu major. Rezervorul a fost testat pentru generarea diferitelor valuri regulate în starea mării de cap pentru un model de barjă la scară. Testarea canalului de undă a avut succes. Costul global pentru dezvoltarea acestui proiect a fost de Rs. 81 000 (numai optzeci și unu mii) într-o durată de două luni.

Pentru orice întrebări vă rugăm să comentați.

Premiul I la Concursul de apă