Windradmodell_P Seminar

풍력터빈모델_P 세미나

내가 만든 부품과 Arduino Nano에서 실행되는 코드의 CAD 파일입니다. 또한 이 프로젝트를 위해 만든 보드의 소스 파일도 있습니다.

기후 변화 주제에 관한 ITG 2020-22의 P-세미나 물리학의 일환으로

우리는 풍력 터빈 모델을 구축하고 이에 대한 다양한 측정을 수행하고 싶었습니다. 추가 기능으로 풍향을 따르도록 되어 있었는데, 이는 풍력 터빈 베이스에 있는 스테퍼 모터(20Nm 및 0.2A의 NEMA 17-03)와 2점 컨트롤러를 통해 가능해졌습니다. A4988 드라이버가 제어에 사용됩니다. 마이크로컨트롤러는 로터리 인코더(KY-040)와 토글 스위치를 인터페이스로 갖춘 Arduino Nano입니다. 2점 컨트롤러의 제어 속도도 조정할 수 있습니다. I2c(I2c 버스 사용)를 통해 마이크로컨트롤러와 통신하는 16x2 LCD 화면에서 정보를 읽을 수 있습니다. 일반 DC 전원 공급 장치가 전원 공급 장치 역할을 합니다.

풍력 터빈 나셀 상단에는 출력 전력이 부하 저항기(>2Ω)에서 떨어지는 소형 발전기가 있습니다. 저항에 걸쳐 떨어지는 전압은 5V(Nano의 논리 전압)를 초과하지 않기 때문에 내부 10비트 ADC를 사용하여 직접 아날로그로 읽을 수 있습니다. 총 전력은 이 값으로부터 파생될 수 있습니다. (보통 200mW 미만)

성능을 결정하는 또 다른 방법은 감지된 로터 블레이드를 사용하는 것입니다. 마스트에는 HC-SR04 초음파 센서가 있어 5초 간격으로 로터 블레이드의 개수를 동시에 계산한 다음 그 결과를 LCD에 표시합니다. 이를 통해 두 가지 방법으로 측정된 성능을 비교할 수 있습니다.

여기에 나열된 모든 3D 모델을 Autodesk Fusion 360 또는 SOLIDWORKS에서 디자인하고 Prusa Mk2에서 인쇄했습니다. Autodesk EAGLE에서 보드 디자인을 만든 다음 PCB-GCODE ulp 플러그인을 사용하여 집에서 제작했습니다. Arduino Nano는 Arduino IDE를 사용하여 프로그래밍되었습니다. 우리는 Autoliv와 협력하여 알루미늄 부품, 다양한 로터 블레이드 수에 대한 프로펠러 허브, 스테퍼 모터용 베이스를 제조했습니다.