सक्रिय नियंत्रण पवनचक्की: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

यह निर्देश दक्षिण फ्लोरिडा विश्वविद्यालय (www.makecourse.com) में मेककोर्स की परियोजना की आवश्यकता को पूरा करने के लिए बनाया गया था।

मुझे जमीन से ऊपर तक डिजाइन और निर्माण के लिए एक परियोजना का चयन करना है। मैंने फैसला किया कि मैं एक पवनचक्की बनाने की कोशिश करना चाहता हूं जो हवा की दिशा को महसूस करे और सक्रिय रूप से इसका सामना करे, बिना किसी फलक या पूंछ की आवश्यकता के। चूंकि इस परियोजना में मेरा ध्यान सेंसर और पीआईडी नियंत्रण संयोजन पर था, पवनचक्की उस ऊर्जा के साथ कुछ नहीं करती जो ब्लेड को घुमाती है। अधिक उपयोगी होने के लिए डिज़ाइन को संशोधित करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें! इसे बनाने का एकमात्र तरीका निम्नलिखित नहीं है। मुझे रास्ते में कई अप्रत्याशित समस्याओं को हल करना पड़ा और इसने मुझे विभिन्न सामग्रियों या उपकरणों का उपयोग करने के लिए प्रेरित किया। कई बार मैंने हाथ में पुर्जे या पुराने उपकरणों या तकनीक से मैला ढोया। तो फिर से, जहां मैंने झपट्टा मारा वहां ज़िग करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें। इस परियोजना को पूरी तरह से दस्तावेज करने के लिए, मुझे प्रत्येक निर्माण चरण की तस्वीरें प्रदान करने के लिए अपनी परियोजना को प्रभावी ढंग से नष्ट करना होगा। मैं ऐसा करने को तैयार नहीं हूं। इसके बजाय मैंने 3D मॉडल, सामग्री सूची प्रदान की है, और सहायक संकेत प्रदान किए हैं जो मैंने रास्ते में कठिन तरीके से सीखे हैं।

आपूर्ति:

मैंने Arduino कोड और Autodesk फ़ाइलें शामिल की हैं। आपको निम्नलिखित की भी आवश्यकता होगी:उपकरण:

-छोटे पाइप कटर-सोल्डरिंग आयरन, सोल्डर, फ्लक्स-स्क्रू ड्राइवर-ड्रिल-रेजर या बॉक्सकटर या सटीक चाकू-हॉट ग्लू गन- (वैकल्पिक) हीट गन

सामग्री:

-२४ इंच.२५ इंच व्यास वाली एल्यूमीनियम ट्यूबिंग (मुझे मैकमास्टर-कैर से मिली) -अरुडिनो यूनो-२८बीवाईजे४८ स्टेपर-यूएलएन२००३ स्टेपर नियंत्रक- (विकल्प १) ग्रेविटी मोटर शील्ड और डीएफआरबोट से हॉल इफेक्ट सेंसर- (विकल्प 2) कोई अन्य एनालॉग रोटेशनल सेंसर -3+ लीड स्लिपिंग या पैनकेक रिंग-प्रोजेक्ट बॉक्स-बियरिंग नाक असेंबली-स्क्रू-लकड़ी के लिए प्लेटफॉर्म-बैटरी (मैं बोर्ड के लिए 9वी का उपयोग करता हूं और 7.8 ली-पीओ के साथ स्टेपर को पावर करता हूं) -आरसी प्लेन पुश रॉड्स (कोई भी कड़ा छोटा व्यास तार करेगा।)

चरण 1: पवनचक्की का मॉडल बनाएं

मैंने इस पवनचक्की परियोजना को मॉडल करने के लिए ऑटोडेस्क आविष्कारक छात्र संस्करण का उपयोग किया। मैंने इस निर्देश में stl फ़ाइलों को शामिल किया है। अगर मैं इसे फिर से करता, तो मैं अपने ब्लेड के सतह क्षेत्र में काफी वृद्धि करता ताकि वे इस पैमाने पर बेहतर काम कर सकें। अपने प्रोजेक्ट को मॉडलिंग करते समय ध्यान रखने योग्य बातें आपके उपलब्ध प्रिंटर के रिज़ॉल्यूशन/सहनशीलता बनाम आपके भागों का पैमाना है। सुनिश्चित करें कि आपने अपने मॉडल को स्केल किया है ताकि यह किसी भी आवश्यक सेंसर या अन्य ऑनबोर्ड उपकरण में फिट हो सके।

इसके अलावा, मैंने पाया कि ताकत की चिंताओं ने मुझे संरचनात्मक भागों के लिए एल्यूमीनियम टयूबिंग जैसी प्रति-निर्मित वस्तुओं का उपयोग करने के लिए प्रेरित किया। मैंने मैकमास्टर-कैर से अपनी बियरिंग्स खरीदीं और उनके पास उनका एक 3डी मॉडल था जिसे मैं माउंट को बहुत अच्छी तरह से फिट करने के लिए इस्तेमाल करता था।

मैंने पाया कि इससे पहले कि मैं उन्हें मॉडल करने का प्रयास करता, ड्राइंग भागों ने प्रक्रिया को तेज़ी से आगे बढ़ने में मदद की और साथ ही भागों को एक साथ काम करने के लिए आवश्यक समायोजन की मात्रा को कम कर दिया।

चरण 2: प्रिंटों को इकट्ठा करें।

असर सतहों पर किसी भी गड़गड़ाहट को बंद करें; जरूरत पड़ने पर उन्हें भी रेत दें।

ठंडा होने पर मुड़े हुए ब्लेड के एक जोड़े को सीधा करने के लिए मैंने एक गर्मी (सावधानी से!) का उपयोग किया।

हार्डवेयर को उनके बढ़ते स्लॉट/छेद में डालते समय धीमे चलें।

एक बार संरचना इकट्ठी हो जाने के बाद, अपने सेंसर और इलेक्ट्रॉनिक्स जोड़ें। मैंने प्रोजेक्ट बॉक्स के भीतर इलेक्ट्रॉनिक्स को स्थिति में गर्म कर दिया और सोल्डरिंग आयरन का उपयोग शरीर के भीतर अपने बढ़ते स्लॉट में सेंसर माउंट को "वेल्ड" करने के लिए किया।

चरण 3: इलेक्ट्रॉनिक्स को इकट्ठा करें

सुनिश्चित करें कि आपके पास हर चीज से अच्छे संबंध हैं। कोई उजागर तार नहीं; कोई संभावित शॉर्ट सर्किट नहीं।

सुनिश्चित करें कि आपका सेंसर मजबूती से लगा हुआ है।

यह पहचानने के लिए कोड का संदर्भ लें कि कौन से पिन कहां प्लग किए गए हैं। (यानी स्टेपर मोटर वायर या सेंसर एनालॉग वायर।)

मैंने मोटर को Arduino बोर्ड के बजाय बाहरी स्रोत से संचालित किया। अगर मोटर ज्यादा चालू होती तो मैं बोर्ड को नुकसान नहीं पहुंचाना चाहता था।

चरण 4: Arduino को प्रोग्राम करें

कार्यक्रम और बंद लूप नियंत्रण योजना इस परियोजना का मूल है। मैंने Arduino कोड संलग्न किया है और यह पूरी तरह से टिप्पणी की गई है। पीआईडी को ट्यून करते समय, मैंने पाया कि मेरे पास एक आसान समय था यदि मैंने निम्नलिखित किया: 1) सभी पीआईडी लाभ को शून्य पर सेट करें। 2) P मान को तब तक बढ़ाएँ जब तक कि त्रुटि की प्रतिक्रिया एक स्थिर दोलन न हो जाए। 3) दोलनों के हल होने तक D मान बढ़ाएँ। ४) चरण २ और ३ को तब तक दोहराएं जब तक आप कोई और सुधार प्राप्त नहीं कर लेते।

5) P और D को अंतिम स्थिर मान पर सेट करें। 6) I मान को तब तक बढ़ाएं जब तक कि वह बिना किसी स्थिर स्थिति त्रुटि के सेटपॉइंट पर वापस न आ जाए।

यांत्रिक डिजाइन के कारण मैंने पवनचक्की के सही ढंग से उन्मुख होने पर मोटर को बिजली काटने के लिए एक डेडज़ोन फ़ंक्शन बनाया। यह स्टेपर मोटर में गर्मी में भारी कटौती करता है। इससे पहले मैंने इसे चलाया और यह इतना गर्म हो गया कि टॉवर प्लेटफॉर्म को विकृत कर दिया और इसके माउंट से बाहर गिर गया।

ब्लेड असेंबली पूरी तरह से संतुलित नहीं है और यह पिवट असेंबली को डगमगाने के लिए पर्याप्त भारी है। वॉबल अनिवार्य रूप से पीआईडी प्रक्रिया के लिए नकली सेंसर की जानकारी देता है और शोर जोड़ता है जिससे अतिरिक्त गति होती है और इस प्रकार गर्मी होती है।

चरण 5: एक इंजीनियर बनें

एक बार सब कुछ इकट्ठा और प्रोग्राम हो जाने के बाद, एक प्रशंसक या उष्णकटिबंधीय तूफान ढूंढें और अपनी रचना का परीक्षण करें! इसे बनाने में मज़ा का एक हिस्सा यह पता लगाना था कि आने वाली समस्याओं को कैसे हल किया जाए। यह निर्देशयोग्य उस कारण से विस्तार पर प्रकाश डालता है। इसके अतिरिक्त, यदि आप इसे बनाने और बेहतर समाधान निकालने का प्रयास करते हैं तो मैंने किया, कृपया उन्हें साझा करें। हम सभी एक दूसरे से सीख सकते हैं।