Windradmodell_P Seminar
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Fichiers CAO des pièces que j'ai créées et du code exécuté sur l'Arduino Nano. Aussi les fichiers sources de la carte que j'ai réalisé pour ce projet
Dans le cadre du P-Seminar Physics de l'ITG 2020-22 sur le thème du changement climatique
Nous souhaitions construire un modèle d'éolienne et y réaliser diverses mesures. Comme fonction supplémentaire, il était censé suivre la direction du vent, ce qui était rendu possible par un moteur pas à pas (NEMA 17-03 avec 20 Nm et 0,2 A) situé à la base de l'éolienne et un contrôleur à deux points. Un pilote A4988 est utilisé pour le contrôle. Le microcontrôleur est un Arduino Nano, doté d'un encodeur rotatif (KY-040) et d'un interrupteur à bascule comme interface. La vitesse de contrôle du contrôleur à deux points peut également être ajustée. Les informations peuvent être lues sur un écran LCD 16x2 qui communique avec le microcontrôleur via I2c (avec bus I2c). Une alimentation CC générique sert d’alimentation.
Au sommet de la nacelle de l'éolienne se trouve un petit générateur dont la puissance de sortie chute aux bornes d'une résistance de charge (> 2 ohms). La tension qui chute aux bornes de la résistance peut être lue directement de manière analogique avec l'ADC 10 bits interne car elle ne dépasse jamais 5 V (la tension logique du Nano). La puissance électrique totale peut être dérivée de ces valeurs. (généralement moins de 200 mW)
Une autre façon de déterminer les performances consiste à utiliser les pales de rotor détectées. Il y a un capteur à ultrasons HC-SR04 sur le mât, qui compte simultanément les pales du rotor toutes les 5 secondes, puis affiche le résultat sur l'écran LCD. Cela permet de comparer les performances mesurées de deux manières.
J'ai conçu tous les modèles 3D répertoriés ici dans Autodesk Fusion 360 ou SOLIDWORKS et les ai imprimés sur une Prusa Mk2. J'ai créé le design de la carte dans Autodesk EAGLE, puis je l'ai fabriqué chez moi à l'aide du plugin ulp PCB-GCODE. L'Arduino Nano a été programmé à l'aide de l'IDE Arduino. Nous avons fabriqué les pièces en aluminium, les moyeux d'hélice pour différents nombres de pales de rotor et la base du moteur pas à pas en coopération avec Autoliv.
