DIY Wave Tank/flume Използване на Arduino и V-слот: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Резервоарът за вълни е лабораторна установка за наблюдение на поведението на повърхностните вълни. Типичният резервоар за вълни е кутия, пълна с течност, обикновено вода, оставяща отворено или запълнено с въздух пространство отгоре. В единия край на резервоара задвижващото устройство генерира вълни; другият край обикновено има повърхност, абсорбираща вълни.

Обикновено тези резервоари струват много пари, затова се опитах да направя наистина наистина евтино решение за студенти, които искат да използват резервоара за тестване на своите проекти.

Стъпка 1: Как действа дозата

Така че проектът се състои от два задвижвания, направени с помощта на алуминиеви екструзии с v-slot.

Стъпков двигател е свързан към всеки задвижващ механизъм и двата двигателя се управляват от едно и също задвижване на стъпков двигател, така че няма забавяне.

Arduino се използва за управление на водача на двигателя. Програма, управлявана от меню, се използва за подаване на вход към arduion, свързан чрез компютър. Задвижващите пластини са монтирани на порталната решетка с v-образен прорез, която ще се движи напред-назад, след като двигателите стартират и това движение напред и назад генерира вълните вътре в резервоара. Височината на вълната и дължината на вълната могат да се променят чрез промяна на скоростта на мотор чрез arduino.

Стъпка 2: Моля, обърнете внимание преди да започнете

Не съм обхванал повечето малки неща как да използвам arduino или как да правя заваряване, за да поддържа този урок малък и лесен за разбиране. Повечето от липсващите неща ще бъдат изчистени в изображенията и видеоклиповете. Моля, изпратете ми съобщение, ако има някакви проблеми или въпроси относно проекта.

Стъпка 3: Съберете целия материал

1. Микроконтролер Arduino
2. 2*Стъпков двигател (2.8 kgcm въртящ момент на мотор)
3. 1*Шофьор на стъпков двигател
4. 2*V портална система
5. Стоманени или железни плочи за корпуса на резервоара
6. L-усилващи елементи за поддържане на тялото
7. Лист от влакна или пластмаса за направа на задвижваща плоча
8. Проводи 48 волта DC захранване

Не съм включил материали за портален v-slot, защото списъкът ще бъде много голям, след което просто в google v-slot ще получите много видеоклипове относно начина на сглобяването му. Използвах алуминиева екструзия 2040. Капацитетът на двигателя и мощността на захранването ще се променят, ако искате да носите повече товар.

Размери на резервоара

Дължина 5.50 м

Ширина 1,07 м

Дълбочина 0,50 м

Стъпка 4: Размери на Variuos

За да направя нещата по -прости и урокът по -кратък, направих изображения на различни компоненти с мащаб, така че да можете да видите размерите им.

Стъпка 5: Създаване на тялото

Корпусът е изработен от чугунен лист с дебелина 3 мм.

Ширината на резервоара е 1,10 метра, дължина 5 метра и височина 0,5 метра.

Корпусът на резервоара е изработен от мека стомана със закопчалки около него, където е необходимо. Меките стоманени плочи бяха огънати и нарязани на различни секции според размерите на резервоара. След това тези секции бяха издигнати чрез заваряването им заедно. Укрепващите елементи също бяха заварени заедно, за да направят конструкцията по -здрава.

Първата плоча беше огъната до желания размер в различни секции и след това тези секции бяха заварени заедно, за да се издигне тялото. Добавени са усилващи елементи, тъй като размерите на опорните опори са показани на снимката

Стъпка 6: Монтаж на задвижващия механизъм и изработка на плочи

задвижващите механизми са направени с помощта на v-slot системи. Те са наистина евтини и лесни за изграждане, можете да го потърсите онлайн в Google как да сглобите един от тях. Използвах оловен винт вместо ремъчно задвижване, за да увелича товароносимостта. Не съм включил урок за сглобяване, защото той ще се промени според товара, който искате да носите. За мен натоварването при максимална скорост беше около 14 кг.

Задвижващата плоча е изградена от frp лист, може да се използва и акрил. Рама от неръждаема стомана е изградена за поддържане на frp листа.

Рамка за гребло

Рамката на лопатката е изработена от неръждаема стомана. Неръждаемата стомана е водоустойчива и по този начин ще устои на корозия. За рамката на греблото беше използвано квадратно сечение 2 x 2 cm. Беше необходима здрава рамка, тъй като по време на генерирането на вълни много циклично натоварване ще действа върху лопатката. Стоманената рамка няма да се огъне и по този начин ще генерира правилна синусоидална вълна.

Изработена е персонализирана L-скоба за свързване на задвижващата плоча с порталната плоча на системата vslot.

Стъпка 7: Изработване на вълнови характеристики

Резервоарът може да генерира различна височина на вълната според изискванията. За генериране на различна височина на вълната се регулира оборотите на двигателя. За да се получи голяма височина на вълната, оборотите на двигателя на двигателя се увеличават, както и намаляването на дължината на вълната на вълната. Подобно за увеличаване на оборотите на двигателя по дължината на вълната се намалява. RPM може да се регулира, като изберете персонализираната опция RPM от менюто.

Максимални обороти = 250

Минимални обороти = 50

По -долу е даден пример за различна височина на вълната, записана с акселерометър. Първото изображение са данните, записани при високи обороти, в резултат на което получаваме висока височина на вълната. Второто изображение показва намалената височина на вълната и увеличената дължина на вълната на графиката, което е данните, записани от акселерометъра и представлява действителните вълнови характеристики на генерираната вълна.

Стъпка 8: Електронни връзки и програма

Докато свързвате захранването, внимавайте полярността на свързването, свържете положителния извод към положителния и отрицателния към отрицателния. Направете връзките за двигателя и драйвера, както е показано на изображението. След като всички връзки са правилни, свържете щифтовете на микроконтролера (8, 9, 10 и 11) към водача на стъпков двигател. Свържете микроконтролера към компютър чрез USB. Стартирайте Arduino IDE> Сериен монитор.

Програмата е включена в урока и е обяснителна, използва букви за превключване и, ако е необходимо, изявления за работа. Наистина е просто един гимназист също може да го разбере.

Ето връзката на google drive към програмата

Програма за управление на Arduino

Стъпка 9: Управление на задвижванията чрез програма, управлявана от менюто

След като микроконтролерът е свързан правилно с компютъра, ще получите подобно меню. За да изберете опцията, просто въведете номера до опцията и натиснете enter

Пример:-

За да изберете „Задействане при максимална честота“, въведете 1 и натиснете enter.

За да спрете действието, въведете 0 и натиснете enter.

Авариен стоп

За да спрете задвижването, натиснете нула “0” и влезте.

За да направите аварийно спиране, или натиснете нулиране на микроконтролера, или прекъснете захранването.

Стъпка 10: Как да работите с Wave Tank

Този резервоар е направен като част от моя голям проект. Резервоарът е тестван за генериране на различни правилни вълни в морско състояние на главата за мащабен модел на шлеп. Тестването на вълновия поток беше успешно. Общите разходи за разработването на този проект бяха Rs. 81 000 (само осемдесет и една хиляда) за продължителност от два месеца.

За всякакви въпроси, моля, коментирайте.

Първа награда в конкурса за вода