DIY Wave Tank/flume Bruke Arduino og V-slot: 11 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

En bølgetank er et laboratorieoppsett for å observere oppførselen til overflatebølger. Den typiske bølgetanken er en eske fylt med væske, vanligvis vann, og etterlater åpen eller luftfylt plass på toppen. I den ene enden av tanken genererer en aktuator bølger; den andre enden har vanligvis en bølgeabsorberende overflate.

Vanligvis koster disse tankene mye penger, så jeg prøvde å lage en veldig billig løsning for studenter som ønsker å bruke tanken til å teste prosjektene sine.

Trinn 1: Hvordan fungerer det

Så prosjektet består av to aktuatorer laget med v-spor aluminiumsprofiler.

En trinnmotor er koblet til hver aktuator, og begge motorene styres av samme trinnmotordrift, så det er ingen forsinkelse.

Arduino brukes til å kontrollere motorføreren. Et menydrevet program brukes til å gi innspill til arduion koblet via pc. Aktuatorplater er montert på v-sporportalen som vil gå frem og tilbake når motorene starter og denne frem og tilbake-bevegelsen av plater genererer bølger inne i tanken. Bølgehøyden og bølgelengden kan endres ved å endre hastigheten på motor via arduino.

Trinn 2: Vær oppmerksom før du starter

Jeg har ikke dekket de fleste småtingene for bruk av arduino eller sveising for å holde denne opplæringen liten og lett å forstå. De fleste tingene som mangler vil bli fjernet i bildene og videoene. Send meg en melding hvis det er problemer eller spørsmål angående prosjektet.

Trinn 3: Samle alt materialet

1. Arduino mikrokontroller
2. 2*Stepper motor (2,8 kgcm dreiemoment per motor)
3. 1*Stepper motor Driver
4. 2*V -sporportalsystem
5. Stål- eller jernplater for karosseriet
6. L-stivere for å støtte kroppen
7. Fiber eller plastark for å lage aktuatorplate
8. Ledninger 48 volt likestrømforsyning

Jeg har ikke inkludert materialer for v-slot gantry fordi listen vil være veldig stor, så bare google v-slot vil du få mange videoer om hvordan du monterer den, jeg brukte 2040 aluminium ekstrudering. Motorkapasitet og strømforsyningskapasitet vil endres hvis du vil bære mer belastning.

Tankmål

Lengde 5,50 m

Bredde 1,07 m

Dybde 0,50 m

Trinn 4: Variuos Dimensjoner

For å gjøre ting enklere og opplæringen kortere, har jeg tatt bilder av forskjellige komponenter med en skala, slik at du kan se størrelsen på disse.

Trinn 5: Lag kroppen

Kroppen er laget av 3 mm tykt støpejernsplate.

Tankbredde er 1,10 meter, lengde 5 meter og høyde 0,5 meter.

Tankhuset består av mildt stål med avstivere rundt det hvor det er nødvendig. Plater av mildt stål ble bøyd og kuttet i forskjellige seksjoner i henhold til tankens dimensjoner. Disse seksjonene ble deretter reist ved å sveise dem sammen. Avstivere ble også sveiset sammen for å gjøre strukturen sterkere.

Den første platen ble bøyd til ønsket størrelse i forskjellige seksjoner, og deretter ble disse seksjonene sveiset sammen for å oppføre kroppen. Avstivere ble lagt til som støttestivere dimensjoner er vist på bildet

Trinn 6: Montering av aktuator og fabrikasjon av plater

aktuatorer er laget ved hjelp av v-slot-systemer. Disse er veldig billige og enkle å bygge, du kan google det på nettet hvordan du monterer en av disse. Jeg har brukt blyskrue i stedet for beltedrift for å øke bæreevnen. Jeg har ikke inkludert monteringsopplæring fordi den endres i henhold til belastningen du vil bære. For meg var belastningen ved maksimal hastighet rundt 14 kg.

Aktuatorplate er bygget med frp -ark, akryl kan også brukes. En ramme i rustfritt stål ble bygget for å støtte frp -arket.

Padleramme

Padlerammen er laget av rustfritt stål. Rustfritt stål er vanntett og vil derfor motstå korrosjon. Firkantet seksjon på 2 x 2 cm ble brukt til padlerammen. En solid ramme var nødvendig, da mye syklisk belastning vil påvirke padlen under bølgegenerering. Stålramme vil ikke bøye og vil derfor generere vanlig sinusformet bølge.

En tilpasset L-klemme ble laget for å koble aktuatorplaten med portplate på vslot-systemet.

Trinn 7: Manupalering av bølgeegenskaper

Tank kan generere forskjellig bølgehøyde i henhold til kravet. For å generere forskjellig bølgehøyde justeres turtallet for motoren. For å få stor bølgehøyde RPM for motoren økes, reduseres også bølgelengden. I likhet med å øke bølgelengden RPM for motoren reduseres. RPM kan justeres ved å velge det tilpassede RPM -alternativet fra menyen.

Maks. O / min = 250

Minimum RPM = 50

Nedenfor er eksemplet på forskjellig bølgehøyde registrert av akselerometer. Det første bildet er dataene som er registrert ved høyt turtall, og derfor får vi høy bølgehøyde. Det andre bildet viser den reduserte bølgehøyden og den økte bølgelengden til grafen, som er dataene som er registrert av akseleromerteren og representerer de faktiske bølgeegenskapene til den genererte bølgen.

Trinn 8: Elektroniske tilkoblinger og program

Når du kobler til strømforsyningen, vær forsiktig med tilkoblingens polaritet. Koble den positive terminalen til den positive og den negative til den negative. Gjør tilkoblingene for motoren og driveren som vist på bildet.) til stepper motor driver. Koble mikrokontrolleren til en PC med en USB. Start Arduino IDE> Seriell skjerm.

Programmet er inkludert i opplæringen og er selvforklarende, det bruker bryteretui og om ellers uttalelser som skal brukes. Det er veldig enkelt at en videregående elev også kan forstå det.

Her er koblingen til Google Drive til programmet

Arduino kontrollprogram

Trinn 9: Kontrollere aktuatorene etter menydrevet program

Når mikrokontrolleren er koblet ordentlig til PCen, vil du lignende meny. For å velge alternativet, skriv inn nummeret ved siden av alternativet og trykk enter

Eksempel:-

For å velge "Aktiver ved maksimal frekvens" type 1 og trykk enter.

For å stoppe handlingen, skriv 0 og trykk enter.

Nødstopp

Trykk på null “0” for å stoppe aktuatoren og angi.

For å gjøre en nødstopp, trykk enten reset på mikrokontrolleren eller slå av strømforsyningen.

Trinn 10: Slik bruker du bølgetank

Denne tanken ble laget som en del av mitt store prosjekt. Tanken er testet for generering av forskjellige vanlige bølger i sjøforhold for en skalert lektermodell. Testingen av bølgeflommen var vellykket. Den totale kostnaden for utviklingen av dette prosjektet var Rs. 81 000 (bare åtti tusen) i løpet av to måneder.

For spørsmål vennligst kommenter.

Førstepremie i vannkonkurransen