अरुडिनो और वी-स्लॉट का उपयोग करके DIY वेव टैंक / फ्लूम: 11 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

एक तरंग टैंक सतह तरंगों के व्यवहार को देखने के लिए एक प्रयोगशाला सेटअप है। ठेठ तरंग टैंक तरल से भरा एक बॉक्स होता है, आमतौर पर पानी, शीर्ष पर खुली या हवा से भरी जगह छोड़कर। टैंक के एक छोर पर एक एक्चुएटर तरंगें उत्पन्न करता है; दूसरे छोर में आमतौर पर एक तरंग-अवशोषित सतह होती है।

आमतौर पर इन टैंकों में बहुत पैसा खर्च होता है इसलिए मैंने उन छात्रों के लिए वास्तव में सस्ता समाधान बनाने की कोशिश की जो अपनी परियोजनाओं के परीक्षण के लिए टैंक का उपयोग करना चाहते हैं।

चरण 1: यह कैसे काम करता है

तो परियोजना में वी-स्लॉट एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न का उपयोग करके बनाए गए दो एक्ट्यूएटर शामिल हैं।

एक स्टेपर मोटर प्रत्येक एक्चुएटर से जुड़ी होती है और दोनों मोटर्स को एक ही स्टेपर मोटर ड्राइव द्वारा नियंत्रित किया जाता है ताकि कोई अंतराल न हो।

Arduino का उपयोग मोटर चालक को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। पीसी के माध्यम से जुड़े arduion को इनपुट देने के लिए एक मेनू संचालित प्रोग्राम का उपयोग किया जाता है। एक्ट्यूएटर प्लेट्स वी-स्लॉट गैन्ट्री पर लगे होते हैं जो मोटरों के शुरू होने के बाद आगे-पीछे चले जाते हैं और प्लेटों के इस आगे और पीछे की गति से टैंक के अंदर तरंगें उत्पन्न होती हैं। तरंग की ऊंचाई और तरंग की लंबाई को गति को बदलकर बदला जा सकता है। Arduino के माध्यम से मोटर।

चरण 2: कृपया शुरू करने से पहले ध्यान दें

मैंने इस ट्यूटोरियल को छोटा और समझने में आसान रखने के लिए अधिकांश छोटी चीजों को कवर नहीं किया है कि कैसे arduino का उपयोग करें या वेल्डिंग कैसे करें। अधिकांश लापता चीजें छवियों और वीडियो में साफ हो जाएंगी। कृपया मुझे संदेश भेजें यदि परियोजना के संबंध में कोई समस्या या प्रश्न हैं।

चरण 3: सभी सामग्री इकट्ठा करें

1. Arduino माइक्रो नियंत्रक
2. 2 * स्टेपर मोटर (प्रति मोटर 2.8 किग्रा सेमी टॉर्क)
3. 1 * स्टेपर मोटर चालक
4. 2 * वी स्लॉट गैन्ट्री सिस्टम
5. टैंक बॉडी के लिए स्टील या लोहे की प्लेट
6. शरीर को सहारा देने के लिए एल-स्टिफ़नर
7. एक्चुएटर प्लेट बनाने के लिए फाइबर या प्लास्टिक शीट
8. तार 48 वोल्ट डीसी बिजली की आपूर्ति

मैंने वी-स्लॉट गैन्ट्री के लिए सामग्री शामिल नहीं की है क्योंकि सूची बहुत बड़ी होगी तो बस गूगल वी-स्लॉट आपको इसे कैसे इकट्ठा किया जाए, इसके बारे में कई वीडियो मिलेंगे मैंने २०४० एल्यूमीनियम एक्सट्रूज़न का उपयोग किया। यदि आप अधिक भार वहन करना चाहते हैं तो मोटर क्षमता और बिजली आपूर्ति क्षमता बदल जाएगी।

टैंक आयाम

लंबाई 5.50 वर्ग मीटर

चौड़ाई 1.07 वर्ग मीटर

गहराई 0.50 वर्ग मीटर

चरण 4: विभिन्न आयाम

चीजों को सरल और ट्यूटोरियल को छोटा बनाने के लिए मैंने विभिन्न घटकों की छवियों को एक पैमाने के साथ लिया है ताकि आप इनका आकार देख सकें।

चरण 5: शरीर बनाना

शरीर 3 मिमी मोटी कास्ट आयरन शीट से बना है।

टैंक की चौड़ाई 1.10 मीटर, लंबाई 5 मीटर और ऊंचाई 0.5 मीटर है।

टैंक बॉडी हल्के स्टील से बनी होती है, जहां कहीं भी आवश्यक हो, इसके चारों ओर स्टिफ़नर होते हैं। हल्के स्टील की प्लेटों को टैंक के आयामों के अनुसार विभिन्न वर्गों में मोड़ा और काटा गया। फिर इन वर्गों को एक साथ वेल्डिंग करके खड़ा किया गया। संरचना को और अधिक मजबूत बनाने के लिए स्टिफ़ेनर्स को भी एक साथ वेल्ड किया गया था।

पहले प्लेट को विभिन्न वर्गों में वांछित आकार में मोड़ा गया और फिर शरीर को खड़ा करने के लिए इन वर्गों को एक साथ वेल्ड किया गया। स्टिफ़नर को एक समर्थन के रूप में जोड़ा गया था स्टिफ़नर आयाम चित्र में दिखाए गए हैं

चरण 6: एक्ट्यूएटर असेंबली और प्लेट फैब्रिकेशन

एक्ट्यूएटर्स वी-स्लॉट सिस्टम का उपयोग करके बनाए जाते हैं। ये वास्तव में सस्ते और बनाने में आसान हैं आप इसे ऑनलाइन गूगल कर सकते हैं कि इनमें से किसी एक को कैसे इकट्ठा किया जाए। भार वहन क्षमता बढ़ाने के लिए मैंने बेल्ट ड्राइव के बजाय लीड स्क्रू का उपयोग किया है। मैंने असेंबली ट्यूटोरियल को शामिल नहीं किया है क्योंकि यह उस लोड के अनुसार बदल जाएगा जिसे आप ले जाना चाहते हैं। मेरे लिए अधिकतम गति पर भार लगभग 14Kg था।

एफआरपी शीट का उपयोग करके एक्ट्यूएटर प्लेट बनाई गई है, ऐक्रेलिक का भी उपयोग किया जा सकता है। एफआरपी शीट का समर्थन करने के लिए एक स्टेनलेस स्टील फ्रेम बनाया गया था।

चप्पू फ्रेम

पैडल फ्रेम स्टेनलेस स्टील से बना है। स्टेनलेस स्टील पानी का सबूत है और इस प्रकार जंग का विरोध करेगा। पैडल फ्रेम के लिए 2 x 2 सेमी के वर्गाकार खंड का उपयोग किया गया था। एक मजबूत फ्रेम आवश्यक था क्योंकि तरंग उत्पादन के दौरान पैडल पर बहुत अधिक चक्रीय भार होगा। स्टील फ्रेम झुकेगा नहीं और इस प्रकार नियमित साइनसॉइडल तरंग उत्पन्न करेगा।

एक्चुएटर प्लेट को vslot सिस्टम पर गैन्ट्री प्लेट से जोड़ने के लिए एक कस्टम एल-क्लैंप बनाया गया था।

चरण 7: वेव अभिलक्षण मैन्युपलेशन

टैंक आवश्यकता के अनुसार विभिन्न तरंग ऊंचाई उत्पन्न कर सकता है। विभिन्न तरंग ऊंचाई उत्पन्न करने के लिए मोटर के आरपीएम को समायोजित किया जाता है। बड़ी तरंग ऊंचाई प्राप्त करने के लिए मोटर के आरपीएम को बढ़ाया जाता है और साथ ही तरंग की तरंग दैर्ध्य को कम किया जाता है। मोटर की तरंगदैर्घ्य बढ़ाने के लिए समानता RPM कम की जाती है। मेनू से कस्टम RPM विकल्प चुनकर RPM को समायोजित किया जा सकता है।

अधिकतम आरपीएम = २५०

न्यूनतम आरपीएम = 50

एक्सेलेरोमीटर द्वारा दर्ज की गई विभिन्न तरंग ऊंचाई का उदाहरण नीचे दिया गया है। पहली छवि उच्च आरपीएम पर दर्ज किया गया डेटा है जिसके परिणामस्वरूप हमें उच्च तरंग ऊंचाई मिलती है। दूसरी छवि घटी हुई तरंग ऊंचाई और ग्राफ की बढ़ी हुई तरंग दैर्ध्य को दर्शाती है जो कि एक्सेलेरोमीटर द्वारा दर्ज किया गया डेटा है और उत्पन्न तरंग की वास्तविक तरंग विशेषताओं का प्रतिनिधित्व करता है।

चरण 8: इलेक्ट्रॉनिक कनेक्शन और कार्यक्रम

बिजली की आपूर्ति को जोड़ने के दौरान सावधान कनेक्शन ध्रुवीयता सकारात्मक टर्मिनल को सकारात्मक और नकारात्मक से नकारात्मक से कनेक्ट करें। छवि में दिखाए गए मोटर और ड्राइवर के लिए कनेक्शन बनाएं। एक बार सभी कनेक्शन उचित माइक्रोकंट्रोलर पिन कनेक्ट करें (8, 9, 10, और 11) स्टेपर मोटर चालक को। USB द्वारा माइक्रोकंट्रोलर को पीसी से कनेक्ट करें। Arduino IDE> सीरियल मॉनिटर शुरू करें।

कार्यक्रम ट्यूटोरियल में शामिल है और स्वयं व्याख्यात्मक है यह स्विच केस का उपयोग करता है और यदि अन्य कथन संचालित करने के लिए उपयोग करता है। यह वास्तव में आसान हाई स्कूल का छात्र भी इसे समझ सकता है।

यहाँ कार्यक्रम के लिए गूगल ड्राइव लिंक है

Arduino नियंत्रण कार्यक्रम

चरण 9: मेनू संचालित कार्यक्रम द्वारा एक्ट्यूएटर्स को नियंत्रित करना

एक बार जब माइक्रोकंट्रोलर पीसी से ठीक से कनेक्ट हो जाता है तो आप मेनू के समान होंगे। विकल्प चुनने के लिए बस विकल्प के आगे की संख्या टाइप करें और एंटर दबाएं

उदाहरण:-

"अधिकतम आवृत्ति पर सक्रिय करें" चुनने के लिए 1 टाइप करें और एंटर दबाएं।

क्रिया को रोकने के लिए 0 टाइप करें और एंटर दबाएं।

आपातकालीन बंद

एक्चुएटर को रोकने के लिए शून्य "0" दबाएं और दर्ज करें।

आपातकालीन स्टॉप करने के लिए या तो माइक्रोकंट्रोलर पर रीसेट दबाएं या बिजली की आपूर्ति काट दें।

चरण 10: वेव टैंक को कैसे संचालित करें

इस टैंक को मेरे बड़े प्रोजेक्ट के हिस्से के तौर पर बनाया गया था। स्केल्ड बार्ज मॉडल के लिए हेड सी कंडीशन में विभिन्न नियमित तरंगों के उत्पादन के लिए टैंक का परीक्षण किया गया है। वेव फ्लूम का परीक्षण सफल रहा। इस परियोजना के विकास के लिए कुल लागत रु. ८१,००० (इक्कीस हजार मात्र) दो महीने की अवधि में।

किसी भी प्रश्न के लिए कृपया कमेंट करें।

जल प्रतियोगिता में प्रथम पुरस्कार