Windradmodell_P Seminar

สัมมนากังหันลมรุ่น_P

ไฟล์ CAD ของชิ้นส่วนที่ฉันสร้างขึ้นและโค้ดที่ทำงานบน Arduino Nano ไฟล์ต้นฉบับสำหรับบอร์ดที่ฉันสร้างสำหรับโปรเจ็กต์นี้ด้วย

เป็นส่วนหนึ่งของ P-Seminar Physics ที่ ITG 2020-22 ในหัวข้อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

เราต้องการสร้างแบบจำลองกังหันลมและดำเนินการวัดต่างๆ กับโมเดลดังกล่าว ฟังก์ชั่นเพิ่มเติมควรจะเป็นไปตามทิศทางลม ซึ่งทำได้โดยสเต็ปเปอร์มอเตอร์ (NEMA 17-03 ที่มี 20Nm และ 0.2A) ที่ฐานของกังหันลมและตัวควบคุมสองจุด ใช้ไดรเวอร์ A4988 สำหรับการควบคุม ไมโครคอนโทรลเลอร์คือ Arduino Nano ซึ่งมีตัวเข้ารหัสแบบหมุน (KY-040) และสวิตช์สลับเป็นอินเทอร์เฟซ ความเร็วในการควบคุมสำหรับคอนโทรลเลอร์แบบสองจุดสามารถปรับได้เช่นกัน สามารถอ่านข้อมูลได้บนหน้าจอ LCD 16x2 ที่สื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่าน I2c (พร้อมบัส I2c) แหล่งจ่ายไฟ DC ทั่วไปทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟ

ที่ด้านบนของกังหันลมจะมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งมีกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตตกคร่อมตัวต้านทานโหลด (>2 โอห์ม) แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวต้านทานสามารถอ่านได้โดยตรงจาก ADC 10 บิตภายใน เนื่องจากแรงดันไฟไม่เกิน 5V (แรงดันลอจิกของนาโน) กำลังไฟฟ้าทั้งหมดสามารถหาได้จากค่าเหล่านี้ (ปกติจะต่ำกว่า 200mW)

อีกวิธีหนึ่งในการตรวจสอบประสิทธิภาพคือการใช้ใบพัดโรเตอร์ที่ตรวจพบ มีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก HC-SR04 บนเสา ซึ่งจะนับใบพัดโรเตอร์พร้อมกันในช่วงเวลา 5 วินาที จากนั้นจึงแสดงผลบนจอ LCD ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพที่วัดได้สองวิธี

ฉันออกแบบโมเดล 3 มิติทั้งหมดที่แสดงไว้ที่นี่ใน Autodesk Fusion 360 หรือ SOLIDWORKS และพิมพ์ลงบน Prusa Mk2 ฉันสร้างการออกแบบบอร์ดใน Autodesk EAGLE แล้วผลิตที่บ้านโดยใช้ปลั๊กอิน PCB-GCODE ulp Arduino Nano ได้รับการตั้งโปรแกรมโดยใช้ Arduino IDE เราผลิตชิ้นส่วนอะลูมิเนียม ดุมใบพัดสำหรับใบพัดโรเตอร์จำนวนต่างๆ และฐานสำหรับสเต็ปเปอร์มอเตอร์โดยความร่วมมือกับ Autoliv