Windradmodell_P Seminar
1.0.0
Arquivos CAD das peças que criei e o código rodando no Arduino Nano. Também os arquivos fonte da placa que fiz para este projeto
Como parte do P-Seminário Física no ITG 2020-22 sobre o tema mudanças climáticas
Queríamos construir um modelo de turbina eólica e realizar diversas medições. Como função adicional, deveria seguir a direção do vento, o que era possível graças a um motor de passo (NEMA 17-03 com 20Nm e 0,2A) na base do aerogerador e um controlador de dois pontos. Um driver A4988 é usado para controle. O microcontrolador é um Arduino Nano, que possui um codificador rotativo (KY-040) e uma chave seletora como interface. A velocidade de controle do controlador de dois pontos também pode ser ajustada. As informações podem ser lidas em uma tela LCD 16x2 que se comunica com o microcontrolador via I2c (com barramento I2c). Uma fonte de alimentação DC genérica serve como fonte de alimentação.
No topo da nacela da turbina eólica está um pequeno gerador cuja potência de saída cai através de um resistor de carga (>2 ohms). A tensão que cai no resistor pode ser lida diretamente de forma analógica com o ADC interno de 10 bits porque nunca excede 5V (a tensão lógica do Nano). A potência elétrica total pode ser derivada desses valores. (geralmente abaixo de 200mW)
Outra forma de determinar o desempenho é utilizando as pás do rotor detectadas. Há um sensor ultrassônico HC-SR04 no mastro, que conta simultaneamente as pás do rotor em intervalos de 5 segundos e depois exibe o resultado no LCD. Isso permite que o desempenho medido de duas maneiras seja comparado.
Projetei todos os modelos 3D listados aqui no Autodesk Fusion 360 ou SOLIDWORKS e os imprimi em uma Prusa Mk2. Criei o design da placa no Autodesk EAGLE e depois fabricei em casa usando o plugin PCB-GCODE ulp. O Arduino Nano foi programado usando o Arduino IDE. Fabricamos as peças de alumínio, os cubos da hélice para diferentes números de pás do rotor e a base do motor de passo em cooperação com a Autoliv.
