साइकिल एनर्जी डेमो (बिल्ड): 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

इस निर्देश का उद्देश्य इंजीनियरिंग में बच्चे की रुचि जगाने के लिए एक इंटरैक्टिव साइकिल ऊर्जा प्रदर्शन बनाना था। यह परियोजना इस प्रकार काम करती है, जैसे एक बच्चा साइकिल को तेजी से पैडल करता है, वह डिस्प्ले बोर्ड पर अधिक रोशनी को सक्रिय करने में सक्षम होता है, अंततः नीली एलईडी रोशनी में सिटाडेल शब्द की वर्तनी करता है। जैसे ही सवार तेजी से पेडल करना जारी रखता है, वह बुलडॉग की आंखों को लाल एलईडी रोशनी के रूप में सक्रिय करने में सक्षम होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि परियोजना किसी भी मानक आकार के द्वार के माध्यम से कक्षाओं में फिट होने में सक्षम है, प्रत्येक असेंबली की चौड़ाई कभी भी 30 इंच से अधिक नहीं होती है। डिस्प्ले बोर्ड पहियों पर बनाया गया है ताकि इसे आसानी से ले जाया जा सके। उपलब्ध सभी सामग्रियों और उपकरणों के साथ, यदि आपको सभी हार्डवेयर/इलेक्ट्रिकल घटकों के साथ-साथ बाइक भी खरीदनी है, तो इस परियोजना को लगभग ~$400 USD की अनुमानित लागत पर पूरा होने में लगभग ६ से १० दिन लगेंगे।

प्रयुक्त उपकरण: पावर ड्रिल, टेबल आरा, आरा, ड्रिल प्रेस, सैंडर, टेप माप, वाइस ग्रिप, सॉकेट रिंच सेट, सोल्डर आयरन, वायर क्रिम्पिंग टूल, 3 डी प्रिंटर, विभिन्न घरेलू उपकरण (सौंदर्य, कैंची, आदि)

उपयोग किया गया सामन:

12mm डिफ्यूज्ड थिन डिजिटल RGB LED पिक्सल्स (स्ट्रैंड ऑफ 25) (2)

GDSTIME 5V DC 50mm फैन (2)

Arduino Uno

5 मिमी (HTD) पिच, 15 मिमी चौड़ी एक तरफा बेल्ट

केंट 20 "बॉयज़ एम्बुश साइकिल या कोई अन्य 20" बाइक रियर पेग्स के साथ

बड़ा हीटसिंक - मल्टीवाट पैकेज (स्पार्कफुन से) (5)

वेदरशील्ड 2"x4"x8' प्रेशर ट्रीटेड लम्बर एवरबिल्ट 1-1/2" (4)

डिस्प्ले बोर्ड के लिए प्लाईवुड (हल्के वजन चाहते हैं लेकिन कुछ हद तक टिकाऊ)

पत्र के लिए कण बोर्ड

डिस्प्ले बोर्ड लेग्स के लिए स्क्वायर वुड डॉवल्स

कॉर्नर ब्रेस वैल्यू पैक (१८५६४)

एवरबिल्ट 2”हैवी ड्यूटी कॉर्नर ब्रेस (2 पैक)

ग्रिप-रीट #8 x 2” स्क्रू (मॉडल# PTN2S1)

बेल्ट ड्राइव स्कूटर के लिए 24V 250W इलेक्ट्रिक स्कूटर मोटर (आइटम # MOT-24250B)

WIR-110, 16 गेज ब्लैक पावर केबल वायर (12 फीट)

WIR-110, 16 गेज रेड पावर केबल वायर (12 फीट)

16-20 गेज तार

LM338T / NOPB रैखिक वोल्टेज नियामक

5 गैंग टर्मिनल ब्लॉक (2)

मिलाप बोर्ड

१.० ओम रेसिस्टर्स (५)

5.1 kOhm रेसिस्टर्स (2)

१५० ओम रेसिस्टर

१०० kOhm रोकनेवाला

2200 यूएफ संधारित्र

20 kOhm रोकनेवाला

200 पीएफ संधारित्र

5वी जेनर डायोड

2N2905 ट्रांजिस्टर या समकक्ष

1.5k पोटेंशियोमीटर

LM308 सेशन-amp

जम्पर वायर किट

पेंट / पेंट ब्रश

चरण 1: ट्रेनर का निर्माण

लकड़ी के 2x4x8 टुकड़ों को दो 28 "बोर्डों में, 24 पर एक और दो बोर्ड" और 16 पर दो और काटने से शुरू करें। इसके लिए आपको दो 2x4x8 बोर्ड की आवश्यकता होगी। प्रत्येक छोर पर 45 डिग्री कोण वाले अतिरिक्त चार बोर्ड काटें। इन दो बोर्डों की लंबाई 10" होनी चाहिए। 16" बोर्डों का उपयोग करके, बोर्ड में 3" गहरे और 1 3/4" चौड़े पायदानों को काटने के लिए एक आरा का उपयोग करें। अपना कट बनाने से पहले इन आयामों का पता लगाना सहायक होता है।

10 में से 2 बोर्ड लें और उन्हें 16 में से किसी एक बोर्ड से जोड़ दें। 16" बोर्ड को दाईं ओर खड़ा करें और 10" बोर्डों को 16 के प्रत्येक तरफ झुका दें ताकि वे बोर्ड और फर्श के साथ फ्लश हो जाएं। 3 बोर्डों को एक साथ जकड़ने के लिए स्क्रू का उपयोग करें। शेष 16 के लिए इस प्रक्रिया को दोहराएं" और दो 10 "बोर्ड।

केंद्र को 24" बोर्डों के 12" चिह्न और 16" बोर्डों के केंद्र को चिह्नित करें। दोनों चिह्नों को एक साथ पंक्तिबद्ध करें ताकि 16" बोर्ड सीधा हो और 24" बोर्ड के साथ फ्लश हो। 16" से 24" बोर्ड और प्रत्येक 10" बोर्ड से 24" बोर्ड के लिए 2 और। इस प्रक्रिया को अन्य 24" बोर्ड और 16 "बोर्ड के साथ 10" बोर्ड के साथ दोहराएं।

इसके बाद, 28" बोर्डों में से प्रत्येक पर बोर्ड के केंद्र को चिह्नित करें। 14" चिह्न के प्रत्येक तरफ एक और चिह्न 4" बनाएं। इन 2 अंकों के बीच 8" होना चाहिए। निशान पर बोर्ड के अंदर के साथ इन निशानों पर 24 "बोर्डों को पंक्तिबद्ध करें। 3 बोर्डों को एक साथ जकड़ने के लिए प्रत्येक में 2 स्क्रू ड्रिल करें। इसे अन्य 28" बोर्ड के साथ दोहराएं ताकि सभी जुड़े हुए हों।

चरण 2: मोटर टेंशनर का निर्माण / संलग्न करना

बेल्ट को तनाव देने के लिए एक उपयुक्त तरीका प्राप्त करना कुछ ऐसा था जिससे टीम को संघर्ष करना पड़ा। ऊपर जो देखा गया है उस पर पहुंचने से पहले हम कुछ अलग विचारों से गुजरे। एक धातु स्लाइडिंग रेल आदर्श होती लेकिन कम बजट के कारण टीम को एक अस्थायी लकड़ी की रेल के लिए समझौता करना पड़ा।

2 "x4" ब्लॉकों का उपयोग करके एक L आकार की आकृति बनाकर प्रारंभ करें। एल का निचला हिस्सा जिसे वह रेल करेगा वह लगभग 8 "लंबा होना चाहिए। ऊपरी भाग लगभग 6" लंबा होना चाहिए। मोटर माउंट के लिए एक और 2 "x4" ब्लॉक काटें। टीम ने रेल प्रणाली बनाने के लिए एक अतिरिक्त, छोटे आयताकार लकड़ी के खंभे का इस्तेमाल किया। नीचे की रेल को मोटर ब्लॉक के निचले भाग में लगे दो रेलों द्वारा फैलाया गया है। यहां कुंजी लकड़ी का उपयोग करने के लिए पर्याप्त है जो 2 "x4" एस में खराब होने पर विभाजित नहीं होने के लिए पर्याप्त है। टीम ने 2 "x4" ब्लॉक के माध्यम से एक छेद ड्रिल करने के लिए एक ड्रिल प्रेस का उपयोग किया, जिस पर मोटर लगाई गई है। एल के ऊपरी हिस्से के माध्यम से एक और छेद ड्रिल किया गया था। पूरे सिस्टम के माध्यम से एक लंबा बोल्ट चलाया गया था। लोड वितरित करने के लिए दोनों छोर पर बड़े वाशर का उपयोग करना सुनिश्चित करें। अंतिम असेंबली को एल-ब्रैकेट का उपयोग करके ट्रेनर पर लगाया गया था। उच्च तनाव के दौरान सिस्टम के झुकने की प्रवृत्ति को रोकने के लिए रेल और ट्रेनर के बीच लकड़ी का एक छोटा सा ब्लॉक डाला गया था। पिछले टायर के साथ उचित संरेखण सुनिश्चित करने के लिए इसे ट्रेनर पर बढ़ते समय किसी को असेंबली रखने में मददगार होता है।

चरण 3: साइकिल से पिछला टायर निकालें और रियर पेग्स संलग्न करें

साइकिल से पिछला टायर निकालने के लिए सबसे पहले टायर को डिफ्लेट करें। इसके बाद रियर व्हील के लिए बेयरिंग वाले नट को हटा दें। चेन को रियर गियर से डिस्कनेक्ट करें। यदि साइकिल में रियर ब्रेक हैं, तो रियर ब्रेक पैड को हटाना आवश्यक हो सकता है। एक बार जब पहिया और टायर पूरी तरह से बंद हो जाए, तो टायर को पहिए के किनारे पर फैलाने के लिए क्राउबार का उपयोग करें। पहिए और टायर के बीच क्राउबार को बनाए रखते हुए, क्या किसी ने पहिया को धीरे-धीरे घुमाने के लिए टायर को बंद कर दिया है। एक बार पूरा हो जाने पर, बाइक पर पहिया को वापस स्थापित करने के लिए उल्टे क्रम में चरणों का पालन करें। पुन: स्थापित करने से पहले बेल्ट को पहिया के चारों ओर रखना सुनिश्चित करें। खूंटे को स्थापित करने के लिए, बन्धन नट को पुनः स्थापित करने से पहले उन्हें पीछे के धुरा पर स्लाइड करें।

चरण 4: सर्किट का निर्माण

योजनाबद्ध में देखा गया सर्किट दिए गए लिंक से प्राप्त किया गया था:

makingcircuits.com/blog/how-to-make-a-25-a…

हमने जो सर्किट बनाया है उसके दो कार्य हैं। पहला मोटर से परिवर्तनीय डीसी वोल्टेज इनपुट को रोशनी को बिजली देने के लिए उपयोग किए जाने वाले निरंतर 5V डीसी आउटपुट में विनियमित करना है। दूसरा, मोटर से वोल्टेज आउटपुट को 0 और 5 वोल्ट के बीच कम करने के लिए वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करना है। यह आउटपुट तब Arduino Uno के एनालॉग इनपुट पोर्ट में इनपुट होता है जिसकी सीमा 5V है। Arduino Uno को एक निश्चित वोल्टेज पर विशिष्ट रोशनी को सक्रिय करने के लिए कोडित किया गया है। यह कोड नीचे दिया गया है।

उपरोक्त योजनाबद्ध में दिखाए गए सर्किट का उपयोग 5 रैखिक वोल्टेज नियामकों (lm338) के बीच समान रूप से करंट को वितरित करने के लिए किया जाता है। इन नियामकों को लोड को वितरित करने के लिए समानांतर में नहीं रखा जा सकता है क्योंकि उनके आंतरिक घटकों में अंतर प्रत्येक से थोड़ा अलग आउटपुट का कारण बनता है। रैखिक नियामक जो उच्चतम आउटपुट प्रदान करता है वह संपूर्ण भार लेता है। उपरोक्त सर्किट का उपयोग आउटपुट को स्थिर करता है और लोड को समान रूप से वितरित करता है। रोशनी चुने हुए रंगों (48 नीले 2 लाल) का उपयोग करके कॉन्फ़िगर किए गए लगभग 1.5A की अधिकतम धारा खींचती है। सभी के लिए रोशनी को सफेद करने से अधिकतम करंट (3A) तैयार होगा। वोल्टेज को अधिकतम 28V से 5V तक नियंत्रित किया जाता है। यह 23V का अंतर है। 23V x 1.5A = 34.5W की शक्ति जिसे गर्मी के रूप में नष्ट किया जाना चाहिए। यही कारण है कि टीम के लिए नियामकों के बीच भार का वितरण इतना महत्वपूर्ण है। यदि एक नियामक को सारा भार उठाना था, तो यह अपने अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान को पार कर जाएगा।

सबसे पहले, सोल्डर-कम ब्रेडबोर्ड पर सर्किट का निर्माण करें। इसके शोर को कम करने के लिए एक बड़े संधारित्र (हमने 2200 यूएफ का इस्तेमाल किया) को मोटर आउटपुट में रखा जाना चाहिए। यह उस इनपुट को साफ करता है जो Arduino प्राप्त कर रहा है और प्रकाश प्रदर्शन को अधिक सुसंगत बनाता है (रोशनी गलत तरीके से चमकती नहीं है)। हालाँकि, यदि आप एक जब्ती उत्पादन मशीन बनाना चाहते हैं, तो $ 2 बचाएं और संधारित्र को शून्य करें। इसके बाद, वोल्टेज विभक्त सर्किट को शामिल करें। वोल्टेज डिवाइडर से Arduino Uno एनालॉग इनपुट A0 तक एक जम्पर वायर चलाएं। अरुडिनो को जमीन में भी गाड़ दें। संलग्न चित्र देखें। लाइट लगाने के बारे में अधिक जानकारी नीचे दिए गए लिंक पर पाई जा सकती है:

learn.adafruit.com/12mm-led-pixels/wiring

चरण 5: सर्किट का परीक्षण

ऊपर लैब बेंच पर देखा गया उपकरण उपयोगी है लेकिन सर्किट का परीक्षण करने के लिए आवश्यक नहीं है। हालांकि, डीसी मोटर के आउटपुट शाफ्ट को चालू करने के लिए आपको किसी तरह की आवश्यकता होगी। आदर्श रूप से, हम सिर्फ साइकिल का उपयोग करते थे, लेकिन चूंकि यह अभी भी मेल में था, इसलिए हमें एक वैकल्पिक समाधान खोजना पड़ा। सुनिश्चित करें कि आप मोटर की ध्रुवता को उलट दें (जमीन (काला) तार गर्म हो जाता है और गर्म (लाल) तार जमीन बन जाता है)। एक बार जब सब कुछ जुड़ जाता है, तो सर्किट में पोटेंशियोमीटर को तब तक समायोजित करें जब तक आपको 5V का आउटपुट वोल्टेज न मिल जाए। इसके लिए किसी भी मानक वाल्टमीटर का उपयोग किया जा सकता है। वोल्टेज आउटपुट को ठीक से समायोजित करने के लिए सर्किट को पर्याप्त भार के तहत होना चाहिए। माइक्रो-कंट्रोलर के लिए कोड चलाने के लिए Arduino कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर को डाउनलोड करना होगा। FastLED लाइब्रेरी को भी स्थापित करने की आवश्यकता होगी। एक बार जब सॉफ्टवेयर डाउनलोड हो जाता है और आप Arduino पर कोड अपलोड कर देते हैं, तो ऊपरी दाएं कोने में सीरियल मॉनिटर पर जाएं और आप Arduino Uno को प्राप्त होने वाले वोल्टेज इनपुट का निरीक्षण कर पाएंगे। यदि आवश्यक हो तो सर्किट को जितना संभव हो उतना कम करने के लिए समायोजन करें और फिर से परीक्षण करें। सुनिश्चित करें कि सभी घटक आगे बढ़ने से पहले ठीक से काम करते हैं।

चरण 6: सर्किट मिलाप

ऊपर की तस्वीर में आप देख सकते हैं कि दो सर्किट बोर्ड बने हैं। मूल रूप से, टीम ने 10 एलएम 338 रैखिक वोल्टेज नियामकों का उपयोग करने की योजना बनाई थी, लेकिन आगे के परीक्षण के बाद, 5 के साथ एक सर्किट निर्धारित किया गया था। हालाँकि, जिस बोर्ड को हमने समाप्त किया, उसमें वोल्टेज विभक्त शामिल नहीं था, इसलिए इसका अभी भी उपयोग किया जाता है।

व्यक्तिगत वरीयता से, टीम ने सर्किट बोर्ड में रैखिक नियामकों को जम्पर करने का फैसला किया। इसने हमें उन्हें थोड़ा अधिक स्वतंत्र रूप से माउंट करने और बड़े हीट सिंक का बेहतर समर्थन करने की अनुमति दी। अपने प्रोटोटाइप से सभी घटकों को अपने नए सोल्डर बोर्ड में मिलाएं। हमने एक पर्माप्रोटो बोर्ड का उपयोग किया ताकि सोल्डर-कम ब्रेडबोर्ड से इसे स्थानांतरित करते समय सर्किट एक सटीक प्रतिकृति हो। मोटर और रोशनी से त्वरित डिस्कनेक्ट बनाने के लिए दो 5 गिरोह टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग किया गया था।

चरण 7: डिस्प्ले बोर्ड बनाएं

डिस्प्ले बोर्ड चरणों की एक श्रृंखला में बनाया गया था।

1) डिस्प्ले बोर्ड में एक बोर्ड और एक माउंट होता है। डिस्प्ले का निर्माण पतली लकड़ी से किया गया है और एक स्टैंड पर लगाया गया है जो कि 57 1/2 इंच 5 फीट है। स्टैंड 45 डिग्री पर फैले क्रॉस-सेक्शनल बीम द्वारा समर्थित है। पिछले पैर से ऊर्ध्वाधर स्टैंड तक कोण। इसका निर्माण लकड़ी और स्क्रू का उपयोग करके किया गया था। बोर्ड और स्टैंड के पूरा होने के बाद, प्रत्येक संबंधित कोने पर माउंट में चार पहियों को ड्रिल किया गया

2) अक्षरों का प्रदर्शन (सी-आई-टी-ए-डी-ई-एल) डिस्प्ले और माउंट से अलग से बनाया गया था। अक्षरों को पहले खींचा गया था और फिर कण बोर्ड की टाइलों से काट दिया गया था जो कि x 12 इंच में 8 थे। सभी अक्षरों का आकार अलग-अलग चौड़ाई के साथ 10 लंबा होता है। अक्षरों को बाहरी के लिए एक बैंड-आरी और अक्षरों के अंदरूनी हिस्सों के लिए एक आरा के साथ काटा गया था।

३) अक्षरों को काटने के बाद उन्हें तरल कील से बोर्ड से जोड़ा गया। इससे बोर्ड को पत्र सुरक्षित करना सुनिश्चित हो गया। इसके बाद, अक्षरों में 12' बिट का उपयोग करके छेद ड्रिल किए गए। यह सुनिश्चित करेगा कि रोशनी प्रदर्शित की जाएगी।

4) इसके बाद, डिस्प्ले को सफेद रंग से रंगा गया और अक्षरों (C-I-T-A-D-E-L) को बेबी ब्लू रंग में रंगा गया। फिर बोर्ड के फ्रेम में एक नीला ट्रिम जोड़ा गया।

५) अक्षरों (टी-एच-ई) को अलग-अलग चौड़ाई के साथ ४ की ऊंचाई पर बोर्ड पर चित्रित किया गया था।

6) बोर्ड के निचले भाग में बुलडॉग को ऐक्रेलिक पेंट के मिश्रण का उपयोग करके बोर्ड पर चित्रित किया गया था। रोशनी फिट करने के लिए आंखों के माध्यम से 12 मिमी बिट के साथ छेद ड्रिल किए गए थे।

7) अंत में, रोशनी को बोर्ड में रखा गया और डिस्प्ले बोर्ड पूरा हो गया।