Aktiewe beheer windpomp: 5 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

Hierdie instruksies is geskep ter voldoening aan die projekvereiste van die Makecourse aan die Universiteit van Suid -Florida (www.makecourse.com)

Ek moet 'n projek kies om van die grond af te ontwerp en te bou. Ek het besluit dat ek 'n windpomp wou bou wat die windrigting waarneem en dit aktief konfronteer, sonder om 'n vaan of stert nodig te hê. Aangesien my fokus in hierdie projek op die kombinasie van sensor en PID was, doen die windpomp niks met die energie wat die lemme draai nie. Pas die ontwerp aan om meer bruikbaar te wees! Wat hierna volg, is nie die enigste manier om dit te bou nie. Ek moes onderweg verskeie onvoorsiene probleme oplos, en dit het daartoe gelei dat ek verskillende materiale of gereedskap gebruik het. Ek het al verskeie kere klaargemaak met onderdele byderhand of van ou toestelle of tegnologie verwyder. Weereens, kyk gerus na die plek waar ek gesak het. Om hierdie projek volledig te kan dokumenteer, moet ek my projek effektief vernietig om foto's van elke boustap te kan gee. Ek is nie bereid om dit te doen nie. In plaas daarvan het ek die 3D -modelle, materiaallys en nuttige wenke verskaf wat ek op die moeilike manier geleer het.

Benodighede:

Ek het die Arduino -kode en die Autodesk -lêers ingesluit. U benodig ook die volgende: gereedskap:

-Klein pypsnyer-Soldeerbout, soldeer, flux-skroewedraaiers-boor-skeermes of boksnyer of exacto mes-warm gom geweer- (opsioneel) hitte geweer

Materiaal:

-24 duim aluminiumbuis met 'n diameter van 25 duim (ek het myne by Mcmaster-Carr gekry) -Arduino Uno-28BYJ48 Stepper-ULN2003 stepper-kontroleerder- (opsie 1) Swaartekrag-motorskerm en saaleffek-sensor van DfRobot- (opsie 2) enige ander analoge rotasiesensor-3+ loodgietring of pannekoekring-projektiek-laers vir die neussamestelling-skroewe-Hout vir 'n platform-Batterye (ek gebruik 'n 9v vir die bord en voer die stepper met 'n 7,8 Li-Po) -RC vliegtuigstange (enige draad met 'n klein deursnee sal dit doen.)

Stap 1: Model die windpomp

Ek het die Autodesk Inventor Student -uitgawe gebruik om hierdie windpomprojek te modelleer. Ek het die stl -lêers in hierdie Instructable ingesluit. As ek dit weer sou doen, sou ek die oppervlakte van my lemme drasties vergroot, sodat dit beter sou werk op hierdie skaal. Dinge om in gedagte te hou tydens die modellering van u projek, is die omvang van u onderdele en die resolusie/toleransies van u beskikbare drukker. Maak seker dat u u model skaal sodat dit by alle vereiste sensors of ander toerusting aan boord pas.

Ek het ook agtergekom dat die sterkpunte my daartoe gelei het om voorvervaardigde items, soos die aluminiumbuis, vir konstruksiedele te gebruik. Ek het my laers by Mcmaster-Carr gekoop, en hulle het 'n 3D-model gehad waarmee ek 'n houer gemaak het wat baie goed pas.

Ek het agtergekom dat die teken van dele voordat ek probeer het om dit te modelleer, die proses gehelp het om vinniger te gaan, asook om die hoeveelheid aanpassings wat ek moes aanbring, te verminder om die onderdele te laat saamwerk.

Stap 2: Monteer die afdrukke

Verwyder enige brame op laeroppervlakke; skuur dit ook indien nodig.

Ek het 'n hitte (versigtig!) Gebruik om 'n paar lemme wat reguit gebuig het, reg te maak.

Gaan stadig as u hardeware in hul gleuwe/gate steek.

Sodra die struktuur saamgestel is, voeg u sensors en elektronika by. Ek het die elektronika in die projekkas vasgesteek en die soldeerbout gebruik om die sensorhouer in die bevestigingsgleuf in die liggaam te "sweis".

Stap 3: Monteer die elektronika

Maak seker dat u goeie verbindings met alles het. Geen blootgestelde draad nie; geen moontlike kortsluitings nie.

Maak seker dat u sensor stewig gemonteer is.

Verwys na die kode om vas te stel watter penne waar ingeprop is. (dit wil sê die stepper motor drade of die sensor analoog draad.)

Ek het die motor met 'n eksterne bron aangedryf eerder as deur die Arduino -bord. Ek wou nie die bord beskadig as die motor te veel stroom kry nie.

Stap 4: Programmeer die Arduino

Die program en beheerde skema vir geslote lus is die kern van hierdie projek. Ek het die Arduino -kode aangeheg en daar word volledige kommentaar gelewer. Toe ek die PID instel, het ek gevind dat ek dit makliker sou gehad het as ek die volgende gedoen het: 1) Stel alle PID -winste op nul. 2) Verhoog die P -waarde totdat die reaksie op die fout 'n bestendige ossillasie is. 3) Verhoog die D -waarde totdat die ossillasies verdwyn. 4) Herhaal stap 2 en 3 totdat u geen verdere verbetering kan kry nie.

5) Stel P en D op die laaste stabiele waardes. 6) Verhoog die I -waarde totdat dit terugkeer na die setpoint sonder 'n steady state -fout.

As gevolg van die meganiese ontwerp het ek 'n deadzone -funksie geskep om die motor se krag te onderbreek as die windpomp korrek gerig is. Dit verminder die hitte in die stapmotor drasties. Voor dit het ek dit gehardloop en dit het warm genoeg geword om die toringplatform te krom en uit die berg te val.

Die lemmeenheid is nie perfek gebalanseerd nie en dit is swaar genoeg om die draai -eenheid te laat wankel. Die wankel gee in wese vals sensorinligting aan die PID -proses en voeg geraas by wat oormatige beweging en dus hitte veroorsaak.

Stap 5: Wees 'n ingenieur

Sodra alles bymekaargemaak en geprogrammeer is, vind 'n waaier of 'n tropiese storm en toets u skepping! Deel van die plesier om dit te bou, was om uit te vind hoe om die probleme wat opduik, op te los. Hierdie instruksies is om hierdie rede lig op detail. Boonop, as u probeer om dit te bou en beter oplossings uit te vind, deel ek dit asb. Ons kan almal van mekaar leer.