ملفات CAD للأجزاء التي قمت بإنشائها والرمز الذي يعمل على Arduino Nano. أيضًا الملفات المصدر للوحة التي قمت بإنشائها لهذا المشروع
كجزء من ندوة الفيزياء في ITG 2020-22 حول موضوع تغير المناخ
أردنا بناء نموذج لتوربينة الرياح وإجراء قياسات مختلفة عليه. كوظيفة إضافية، كان من المفترض أن تتبع اتجاه الرياح، والذي أصبح ممكنًا بفضل محرك متدرج (NEMA 17-03 مع 20 نيوتن متر و0.2 أمبير) في قاعدة توربينات الرياح ووحدة تحكم من نقطتين. يتم استخدام برنامج تشغيل A4988 للتحكم. وحدة التحكم الدقيقة هي Arduino Nano، والتي تحتوي على جهاز تشفير دوار (KY-040) ومفتاح تبديل كواجهة. يمكن أيضًا تعديل سرعة التحكم لوحدة التحكم ذات النقطتين. يمكن قراءة المعلومات على شاشة LCD مقاس 16 × 2 تتواصل مع وحدة التحكم الدقيقة عبر I2c (مع ناقل I2c). يعمل مصدر طاقة التيار المستمر العام كمصدر طاقة.
يوجد في الجزء العلوي من توربينات الرياح مولد صغير تنخفض قدرته الناتجة عبر مقاومة الحمل (> 2 أوم). يمكن قراءة الجهد الذي ينخفض عبر المقاوم بشكل تناظري مباشر مع ADC الداخلي 10 بت لأنه لا يتجاوز أبدًا 5 فولت (الجهد المنطقي للنانو). يمكن استخلاص الطاقة الكهربائية الإجمالية من هذه القيم. (عادة أقل من 200 ميجاوات)
هناك طريقة أخرى لتحديد الأداء وهي استخدام الشفرات الدوارة المكتشفة. يوجد مستشعر بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 على السارية، والذي يقوم في نفس الوقت بعد الشفرات الدوارة بفواصل زمنية مدتها 5 ثوانٍ ثم يعرض النتيجة على شاشة LCD. وهذا يسمح بمقارنة الأداء الذي تم قياسه بطريقتين.
لقد صممت جميع النماذج ثلاثية الأبعاد المدرجة هنا في Autodesk Fusion 360 أو SOLIDWORKS وطبعتها على Prusa Mk2. لقد قمت بإنشاء تصميم اللوحة في Autodesk EAGLE ثم قمت بتصنيعها في المنزل باستخدام البرنامج الإضافي PCB-GCODE ulp. تمت برمجة Arduino Nano باستخدام Arduino IDE. قمنا بتصنيع الأجزاء المصنوعة من الألومنيوم، ومحاور المروحة لأعداد مختلفة من الشفرات الدوارة، وقاعدة محرك السائر بالتعاون مع Autoliv.