ხანძარსაწინააღმდეგო სიმულატორი: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

სიმულატორი შეიქმნა იმიტომ, რომ მე ვუყურე კომპანიას, რომელიც საკმაოდ დიდ ფულს ხარჯავს მომხმარებლების სწავლებაზე ცოცხალი ხანძრის ჩაქრობის საშუალებით. მე აღვნიშნე, რომ ტრენინგი უნდა ჩატარებულიყო გარეთ CO2- ის გამოყოფის (ამინდის) გაფანტვის მიზნით და იყო კარგი ზომა ყოველწლიურად ჩაქრობის საშუალებების შესავსებად. ვფიქრობდი, რომ უნდა არსებობდეს ამ ფულის დაზოგვის საშუალება და არ დაეყრდნო კარგ ამინდს ამ ძალისხმევის შესასრულებლად. მიუხედავად იმისა, რომ არის რამოდენიმე კომერციულად ხელმისაწვდომი პროდუქტი, ვინაიდან მე ვატარებ სემინარებს Arduino მიკროპროცესორებზე ჩემს ადგილობრივ მწარმოებელ სივრცეში, რატომ არ ვიპოვე საშუალება გამოვიყენო ეს ცოდნა და შესაძლოა რაიმე CNC და 3D ბეჭდვა რაღაცის შესაქმნელად?

ხანძრის ჩაქრობის სიმულატორის დემონსტრირება

მარტივი მიმოხილვა არის ის, რომ იგი იყენებს ნამდვილ (ცარიელ) ცეცხლმაქრს ფანარი შუქის ბოლოს კონუსის ადგილას. ფანარი მოხვდება ფოტოელექტრონული PVC "ცეცხლზე" ფოტოელემენტებზე და ერთხელ გადაფარავს თითოეულ სენსორს სამჯერ (3) ჯერ ზუზუნი და მოციმციმე LED მიუთითებს დასრულებულ ძალისხმევაზე. მომხმარებელმა/მსმენელმა უნდა მოახდინოს რეალური გამოყენების სიმულაცია უსაფრთხოების ბუდის ამოღებით, სახელურის დახურვით და ფანრის გაწმენდით იმიტირებული ცეცხლის ბაზაზე.

ნაბიჯი 1: Arduino პროგრამა

ეს კოდი საკმაოდ მარტივი უნდა იყოს. ვიწყებ ცვლადების გამოცხადებით, რომლებსაც ვიყენებდი "მსუბუქი დარტყმების" დასათვლელად; ცვლადი სინათლის მიკერძოების გასაზომად - ან ფარების ფარდობითი ნათება გარშემო. როდესაც მრიცხველს ემატება, ვამოწმებ, რომ მიაღწიოს თუ არა რიცხვი ჩემს ზღურბლს (12) და შემდეგ გამოგიგზავნით იმ ფუნქციას, რომელიც დარეკავს ზუმერს და აანთებს LED- ს.

მე გავაკეთე კომენტარი კოდზე და ასევე ჩავსვი საკმაოდ ბევრი "Serial.print" და "Serial.println", რათა დაგეხმაროთ სერიული მონიტორის გამართვაშიც.

ნაბიჯი 2: ხანძარსაწინააღმდეგო ცვლილებები

ჩემი პირველი აზრი იყო ლაზერული მაჩვენებლის გამოყენება, მაგრამ გადავწყვიტე გამოვიყენო ძალიან კაშკაშა ფანარი და ფოტოელექტრონული უჯრედები ამ სამუშაოს შესასრულებლად, ასე რომ თქვენ მიიღებთ უფრო დიდ სინათლეს, რომელიც გადადის ფოტოსელებზე.

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ალტერნატიული ელემენტი ნამდვილი ხანძრის ჩაქრობის ადგილას და ნულიდან ააშენოთ, მაგრამ მე მინდოდა, რომ ეს საკმაოდ რეალისტური ყოფილიყო.

მე განვაცხადე ძალისხმევა ჩვენი უსაფრთხოების ჯგუფისგან მოძველებული ხანძრის ჩაქრობის მოპოვებით. ჩვენ დავრწმუნდით, რომ ის ცარიელი იყო, ნუ გააკეთებთ ამ საქმეს სრულად დატენულ ერთეულზე!

მე ამოვიღე განყოფილების გამომავალი მილი, შემდეგ გამოვიკვლიე სახელურები და უსაფრთხოების პინი, შემდეგ გავარკვიე, სად შეიძლება ჩავრთო ჩამრთველი.

ძალისხმევის ეს ნაწილი მოითხოვდა სარქველის მონაკვეთის გაბურღვას, რათა გაყვანილიყო გაყვანილობა. თქვენ შეგიძლიათ შემოაწყოთ მავთულები ამ ზონის გარშემო, მაგრამ ვიგრძენი, რომ მავთულები უფრო ადვილად შეიძლება გატეხილი იქნას გამოყენებისას, თუ ამ გზას დაადგებით. მინდოდა შემექმნა პროდუქტი, რომელიც გაგრძელდებოდა რამდენიმე წლის განმავლობაში.

მე შევძელი ორი განსხვავებული ზომის საბურღი ბიტი გამომეყენებინა სარქველის წინა ნაწილიდან უკანა მხარეს, საკმარისია ორი პატარა მავთულის გასასვლელად. გააკეთეთ ეს იმდენი ხანი, რომ სარქველის ბოლოდან მილის გავლით მიდიხართ თქვენი არჩევის ფანარამდე. ჩემი დატოვე ზედმეტად დიდხანს მანამ, სანამ არ ვიცოდი, რომ საკმარისი მქონდა ფანრის ბოლომდე გასასვლელად, ხოლო მეორე ბოლოში საკმარისი სისუსტე, რომ კომფორტულად მივსულიყავი ჩამრთველზე, რომელსაც ჩვენ დავაყენებთ ზედა სახელურის ქვეშ. კონკრეტულ ერთეულზე, რომელიც მე მომაწოდეს, იყო იდეალური ადგილი ჩამრთველის დასაყენებლად. ასე რომ, მე შევედი უფასო დიზაინის ინსტრუმენტში, სახელწოდებით TinkerCad და შევქმენი ჩამრთველი სამაგრი, რომელიც ჩამორჩება ხანძრის ჩაქრობის უკანა ნაწილს და შემდეგ შემიძლია ვბურღო როლიკერის ტიპის გადამრთველის დასაყენებლად. მე ჩავრთე ჩემს მიერ შექმნილი ერთეულის სურათი და STL ფაილი.

გაითვალისწინეთ, თუ თქვენ შეიმუშავებთ ერთს, დარწმუნდით, რომ სამონტაჟო და გადამრთველის ადგილზე ყოფნისას გსურთ დარწმუნდეთ, რომ გადამრთველი და საყრდენი არ წყვეტს სახელურის შეკუმშვას, წინააღმდეგ შემთხვევაში ის არ იგრძნობა როგორც ნამდვილი, როდესაც თქვენ ახდენთ ზეწოლას სახელური, რათა CO2 გამოვიდეს. მე შევძელი სრულად მოძრაობა, უკეთესი სიმულაციური შეგრძნებისთვის.

მე გამოვიყენე მიკრო გადამრთველი როლიკებით, ვფიქრობ, რომ ეს უფრო დიდხანს გაგრძელდება და მისცემს უკეთეს მომსახურებას, ვიდრე ბერკეტიანი გადართვის ვერსია.

ჩავრთე ჩამრთველი და დავიჭირე იგი ჩემს 3D პრინტზე, შემდეგ გავხსენი ორი სამონტაჟო ხვრელი. თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეცვალოთ.stl ფაილი, რომ ამ მთაზე 3D დაბეჭდოთ მასში არსებული ხვრელები.

შემდეგ გავზომე ჩაქრობის ჩარჩოს რადიუსის წვერი. ზოგიერთ ჩაქრობს შეიძლება ჰქონდეს პატარა კონტურის ნაცვლად კონუსი. ჩემსას ჰქონდა წვერი. შემდეგ გავზომე ფანრის უკანა ნაწილი, რომ მივიღო რადიუსიც. დავბრუნდი TinkerCad– ში და შევქმენი დიზაინი, რომელიც შეაკავშირებდა ფანარს და ჩაქრობის ჩაქრობის წვერს და გაუადვილებდა მომსახურებას.

მე დავამატე STL ამ ძალისხმევისთვის, თქვენ უბრალოდ დაბეჭდეთ ორი, რომ გააკეთოთ დამჭერი. ფანარი მოვიდა Harbor Freight– დან.

შემდეგ ამოვიღე უკანა თავსახური, რომელიც ფარავს ბატარეებს ფანარზე და ამოჭრილია ღილაკი. მე დავბეჭდე შტეფსელი ამ სივრცის შესავსებად და დავამატე გაყვანილობა ბატარეაზე და კორპუსზე. შტეფსელს ჰქონდა დაბეჭდილი ხვრელი, ისე რომ მე შემეძლო 4-40 ხრახნი გამეყვანა ხვრელში. ხრახნიანი თავი აკავშირებს ბატარეის ტერმინალს, როდესაც თქვენ ხრახნით ბაზას, შემდეგ მე გავწუწუნე მეორე ბოლო და დავიჭირე ორი 4-40 კაკალი, რათა წრე გადავიდეს სახელურში გადამრთველამდე. მეორე მავთული ჩამოსასხმელია და მიმაგრებულია ფანრის საქმის გვერდით, რათა დაასრულოს წრე. ახლა თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ სახელურის დაჭერით და გადამრთველის დახურვით, თქვენი ფანარი ჩართული იქნება ოპერაციის შესამოწმებლად.

ნაბიჯი 3: სისტემა

ეს წრე საკმაოდ ადვილია. მე ჩავრთე ჩემი ფრიცინგის დიაგრამა, რათა შემდგომ გაადვილდეს. თუ თქვენ არ იყენებთ Fritzing- ს, მე გირჩევთ ამ უფასო ინსტრუმენტს, რადგან ის აადვილებს დოკუმენტირებას და თუ გსურთ კომპიუტერის ნამდვილი დაფის გაკეთება, მას შეუძლია შექმნას შესაბამისი ფაილები ამ სერვისისთვის გასაგზავნად.

ამ მოწყობილობის მუშაობის თეორია არის ის, რომ ჩვენ გვაქვს ოთხი (4) ფოტო უჯრედი, რომლებიც განაწილებულია იმიტირებული ცეცხლის ბოლოში. ფოტოელემენტები იღებენ ფონურ სინათლის მუდმივ რაოდენობას, რომელიც რეგისტრირდება ყოველ ჯერზე, როდესაც ფოტოცელი იკითხება არდუინოს მიერ. არსებობს "მიკერძოებული" ფოტოელემენტი, რომელიც იმიტირებული ცეცხლის უკან დგას. იგი გამოიყენება სიმულატორის მიმდებარე არეალში ატმოსფერული შუქის ასაღებად. ეს მაშინ გამოიყენება პროგრამირებაში, რათა დარწმუნდეს, რომ მაცდური შუქი არ ააქტიურებს ფოტო უჯრედებს. როდესაც ფანარს ერთი ფოტოსელიდან მეორეზე გადააქვთ, მაშინ დაარეგისტრირეთ უმაღლესი ინტენსივობის შუქი. თითოეული ფოტოელემენტი სამჯერ უნდა იყოს "დარტყმული", სანამ არ ჩაითვლება ცეცხლის კარგ "გაწმენდაში". ეს დათვლა ხდება არდუინოს პროგრამით. მას შემდეგ, რაც სამი ფოტოსურათი მიიღწევა სამჯერ, ზარი დარეკავს და კოშკის LED აანთებს, რომ აჩვენოს, რომ ოპერატორმა დაასრულა დავალება. პროგრამული უზრუნველყოფა მათ ციკლებს ყველა მრიცხველზე ნულამდე, რათა თავიდან დაიწყოს.

ნაბიჯი 4: ელექტრონული წრე

მე გამოვიყენე სტანდარტული დაფა სქემის შესაქმნელად და შესამოწმებლად. შემდეგ მე გამოვიყენე შედუღების სტილის პროტოტიპის დაფა, რომ გადამეყვანა გაყვანილობა. თქვენ უნდა დარწმუნდეთ, რომ თქვენი ყველა საფუძველი დაკავშირებულია საერთო ადგილთან. მე ვამოძრავებ როგორც ზუზერს, ასევე LED- ს და UNO- ს დაფას 12 ვოლტიდან, რათა გამარტივდეს წრე. შესაძლებელია ბატარეის დამთავრებაც, მაგრამ მე გამოვიყენე ძველი ლეპტოპის კვების წყარო. აქ არის მიკროსქემის პრენბორდის ხედი. სამუშაოების უმეტესობა შესრულებულია პროგრამული კოდის ფარგლებში.

ყველა ფოტო უჯრედს აქვს კავშირი +5 სარკინიგზო მაგისტრალთან, შემდეგ კი მიწასთან რეზისტორის საშუალებით. ისინი მიმაგრებულია ფოტო უჯრედის ფეხისა და რეზისტორს შორის კავშირის წერტილში და უბრუნდება არდუინოს ანალოგურ საშუალებებს.

სარელეო არის დაყენებული არდუინოს პინით და აწვდის 12 ვოლტს LED განათებასა და ზუმერს, როდესაც პროგრამის ლოგიკა აღმოაჩენს, რომ თითოეული ფოტოელემენტი სამჯერ "მოხვდა" შუქზე. ეს არის ცვლადი, რომლის შეცვლაც შეგიძლიათ, თუ გსურთ რომ ხანძრის ჩაქრობის ნაკლები ან მეტი გავლა მიიღოს.

მე ჩავრთე Fritizing ფაილი, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ გაყვანილობისა და დაფის ყველა კავშირი.