خزان / مجرى الموجة DIY باستخدام Arduino و V-slot: 11 خطوة (مع الصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

خزان الموجة عبارة عن إعداد معمل لمراقبة سلوك موجات السطح. خزان الموجة النموذجي عبارة عن صندوق مملوء بسائل ، عادة ما يكون ماء ، تاركًا مساحة مفتوحة أو مليئة بالهواء في الأعلى. في أحد طرفي الخزان ، يولد المحرك موجات ؛ عادة ما يكون للطرف الآخر سطح يمتص الموجة.

عادةً ما تكلف هذه الخزانات الكثير من المال ، لذا حاولت تقديم حل رخيص حقًا للطلاب الذين يرغبون في استخدام الخزان لاختبار مشاريعهم.

الخطوة 1: كيف تعمل الجرعة

لذلك يتكون المشروع من مشغلين تم تصنيعهما باستخدام فتحات الألمنيوم المبثوقة.

يتم توصيل محرك متدرج بكل مشغل ويتم التحكم في كلا المحركين بواسطة محرك متدرج واحد بحيث لا يكون هناك تأخير.

يستخدم Arduino للتحكم في سائق المحرك. يتم استخدام برنامج يحركه القائمة لإعطاء مدخلات إلى arduion المتصل عبر الكمبيوتر. يتم تثبيت لوحات المحرك على جسرية الفتحة على شكل حرف v والتي ستذهب ذهابًا وإيابًا بمجرد بدء تشغيل المحركات ، وتولد حركة الألواح ذهابًا وإيابًا الموجات داخل الخزان ، ويمكن تغيير ارتفاع الموجة وطول الموجة عن طريق تغيير سرعة محرك عبر اردوينو.

الخطوة 2: يرجى الملاحظة قبل البدء

لم أقم بتغطية معظم الأشياء الصغيرة حول كيفية استخدام اردوينو أو كيفية عمل اللحام للحفاظ على هذا البرنامج التعليمي صغيرًا وسهل الفهم. سيتم مسح معظم الأشياء المفقودة في الصور ومقاطع الفيديو.يرجى مراسلتي إذا كان هناك أي مشكلة أو أسئلة بخصوص المشروع.

الخطوة 3: اجمع كل المواد

1. جهاز التحكم الدقيق من اردوينو
2. 2 * محرك متدرج (عزم دوران 2.8 كجم سم لكل محرك)
3. 1 * سائق محرك متدرج
4. 2 * نظام جسر فتحة V
5. ألواح فولاذية أو حديدية لجسم الخزان
6. مقويات L لدعم الجسم
7. ورقة من الألياف أو البلاستيك لصنع لوحة المحرك
8. مصدر طاقة بجهد 48 فولت

لم أقم بتضمين المواد الخاصة بفتحة v-slot لأن القائمة ستكون كبيرة جدًا ، ثم فقط google v-slot ستحصل على العديد من مقاطع الفيديو المتعلقة بكيفية تجميعها ، لقد استخدمت 2040 بثق الألومنيوم. ستتغير سعة المحرك وسعة إمداد الطاقة إذا كنت ترغب في حمل المزيد من الحمل.

أبعاد الخزان

الطول 5.50 م

اتساع 1.07 م

العمق 0.50 م

الخطوة 4: أبعاد Variuos

لجعل الأمور أبسط والبرنامج التعليمي أقصر ، قمت بالتقاط صور لمكونات مختلفة بمقياس حتى تتمكن من رؤية أحجامها.

الخطوة 5: صنع الجسم

يتكون الجسم من صفائح من الحديد الزهر بسمك 3 مم.

عرض الخزان 1.10 متر وطوله 5 متر وارتفاعه 0.5 متر.

يتكون جسم الخزان من الفولاذ الطري مع تقوية حوله عند الضرورة. تم ثني الألواح الفولاذية الخفيفة وتقطيعها إلى أقسام مختلفة وفقًا لأبعاد الخزان. ثم تم نصب هذه الأقسام عن طريق لحامها معًا. تم أيضًا لحام الدعامات معًا لجعل الهيكل أكثر قوة.

تم ثني الصفيحة الأولى بالحجم المطلوب في أقسام مختلفة ثم تم لحام هذه الأقسام معًا لتركيب الجسم. تمت إضافة مواد التقوية كدعم أبعاد التقوية موضحة في الصورة

الخطوة 6: تجميع المحرك وتصنيع اللوح

يتم تصنيع المشغلات باستخدام أنظمة الفتحات v-slot ، وهي رخيصة حقًا وسهلة الإنشاء ، يمكنك استخدام محرك بحث Google عبر الإنترنت حول كيفية تجميع أحد هذه الأنظمة ، لقد استخدمت برغيًا رصاصيًا بدلاً من محرك الحزام لزيادة سعة حمل الحمولة. لم أقم بتضمين برنامج تعليمي للتجميع لأنه سيتغير وفقًا للحمل الذي تريد حمله. بالنسبة لي ، كان الحمل بأقصى سرعة حوالي 14 كجم.

صُنعت لوحة المحرك باستخدام لوح frp ، ويمكن أيضًا استخدام الأكريليك. تم بناء إطار من الفولاذ المقاوم للصدأ لدعم لوح frp.

إطار مجداف

إطار المجذاف مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. الفولاذ المقاوم للصدأ مقاوم للماء وبالتالي فهو يقاوم التآكل. تم استخدام مقطع مربع 2 × 2 سم لإطار المجداف. كان من الضروري وجود إطار قوي لأن الكثير من الحمل الدوري سيكون بمثابة عمل على المجداف أثناء توليد الموجة. لن ينحني الإطار الفولاذي وبالتالي سيولد موجة جيبية منتظمة.

تم صنع مشبك L مخصص لتوصيل لوحة المشغل بلوحة جسرية على نظام vslot.

الخطوة 7: خصائص الموجة Manupalation

يمكن أن يولد الخزان ارتفاعًا مختلفًا للموجة وفقًا للمتطلبات. لتوليد ارتفاع موجة مختلف RPM من المحرك يتم ضبطه. للحصول على ارتفاع كبير للموجة RPM للمحرك ، يتم زيادة هذا أيضًا تقليل الطول الموجي للموجة. بشكل مماثل لزيادة الطول الموجي RPM للمحرك ينخفض. يمكن ضبط RPM عن طريق اختيار خيار RPM المخصص من القائمة.

الحد الأقصى لعدد الدورات في الدقيقة = 250

الحد الأدنى لعدد الدورات في الدقيقة = 50

يوجد أدناه مثال لارتفاع الموجة المختلفة كما هو مسجل بواسطة مقياس التسارع. الصورة الأولى هي البيانات المسجلة على ارتفاع RPM نتيجة لذلك نحصل على ارتفاع الموجة العالية. توضح الصورة الثانية انخفاض ارتفاع الموجة وزيادة الطول الموجي للرسم البياني وهي البيانات المسجلة بواسطة المسرع وتمثل خصائص الموجة الفعلية للموجة المتولدة.

الخطوة الثامنة: التوصيلات الإلكترونية والبرنامج

أثناء توصيل مصدر الطاقة ، كن حذرًا ، قم بتوصيل قطبية التوصيل بالطرف الموجب إلى الموجب والسالب إلى السالب ، وقم بإجراء التوصيلات للمحرك والمحرك كما هو موضح في الصورة.) لسائق محرك متدرج. قم بتوصيل متحكم دقيق بجهاز كمبيوتر عن طريق USB. ابدأ Arduino IDE> جهاز العرض التسلسلي.

تم تضمين البرنامج في البرنامج التعليمي وهو شرح ذاتي يستخدم حالة التبديل وعبارات if else للعمل. إنه أمر بسيط حقًا يمكن لطالب المدرسة الثانوية فهمه أيضًا.

هنا رابط google drive للبرنامج

برنامج التحكم اردوينو

الخطوة 9: التحكم في المشغلات عن طريق برنامج القائمة على القائمة

بمجرد توصيل المتحكم الدقيق بجهاز الكمبيوتر بشكل صحيح ، ستظهر قائمة مماثلة. لاختيار الخيار فقط اكتب الرقم بجوار الخيار واضغط على Enter

مثال:-

لاختيار "تفعيل بأقصى تردد" اكتب 1 واضغط على Enter.

لإيقاف نوع الإجراء 0 واضغط على Enter.

التوقف في حالات الطوارئ

لإيقاف المشغل اضغط صفر "0" وادخل.

للقيام بإيقاف طارئ ، إما أن تضغط على إعادة الضبط في وحدة التحكم الدقيقة أو تقطع مصدر الطاقة.

الخطوة 10: كيفية تشغيل Wave Tank

تم صنع هذا الخزان كجزء من مشروعي الرئيسي. تم اختبار الخزان لتوليد موجات منتظمة مختلفة في حالة البحر الرئيسي لنموذج بارجة متدرجة. كان اختبار مسيل الموجة ناجحًا. كانت التكلفة الإجمالية لتطوير هذا المشروع روبية. 81000 (واحد وثمانون ألف فقط) في مدة شهرين.

لأية أسئلة يرجى التعليق.

الجائزة الأولى في مسابقة المياه