ველოსიპედის ენერგიის დემო (აშენება): 7 ნაბიჯი

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

ამ ინსტრუქციის მიზანი იყო ინტერაქტიული ველოსიპედის ენერგიის დემონსტრაციის შექმნა, რომ გაეჩინა ბავშვის ინტერესი ინჟინერიის მიმართ. პროექტი შემდეგნაირად მუშაობს, რადგან ბავშვი ველოსიპედს უფრო სწრაფად პედლებს, მას შეუძლია მეტი განათების გააქტიურება ჩვენების დაფაზე, რაც საბოლოოდ გამოთქვამს სიტყვას CITADEL ლურჯ LED შუქებში. როგორც მხედარი აგრძელებს უფრო სწრაფად პედლებს, მას შეუძლია გაააქტიუროს ბულდოგის თვალები წითელი LED განათების სახით. თითოეული ასამბლეის სიგანე არასოდეს აღემატება 30 ინჩს იმის უზრუნველსაყოფად, რომ პროექტი შეძლებს მოთავსდეს საკლასო ოთახებში ნებისმიერი სტანდარტული ზომის კარით. ჩვენების დაფა ბორბლებზეა აგებული ისე, რომ მისი ტრანსპორტირება ადვილია. ყველა არსებული მასალისა და ინსტრუმენტის გათვალისწინებით, ამ პროექტს დაახლოებით 6 -დან 10 დღემდე დასჭირდება და დასრულდება 400 აშშ დოლარი, თუ თქვენ უნდა შეიძინოთ ყველა ტექნიკა/ელექტრო კომპონენტი, ასევე ველოსიპედი.

გამოყენებული ინსტრუმენტები: ელექტრული საბურღი, მაგიდის ხერხი, თავსატეხი, საბურღი პრესი, სანდრი, ფირის საზომი, ვიცე -ხელის ჩამკეტი, ბუდეების ნაკრები, გამაგრილებელი რკინა, მავთულის დასაკეცი ინსტრუმენტი, 3D პრინტერი, სხვადასხვა საყოფაცხოვრებო იარაღები (ფანქრები, მაკრატლები და სხვ.)

გამოყენებული მასალები:

12 მმ დიფუზიური თხელი დიგიტელი RGB LED პიქსელი (Strand of 25) (2)

GDSTIME 5V DC 50 მმ ვენტილატორი (2)

არდუინო უნო

5 მმ (HTD) მოედანი, 15 მმ სიგანის ცალმხრივი ქამარი

კენტ 20 "ბიჭების ჩასაფრებული ველოსიპედი ან ნებისმიერი სხვა 20" ველოსიპედი უკანა საყრდენებით

დიდი გამაცხელებელი - მულტივატიანი პაკეტი (სპარკფუნიდან) (5)

Weathershield 2”x4” x8’წნევით დამუშავებული ხე Everbilt 1-1/2” (4)

პლაივუდი ჩვენების დაფისთვის (მინდა მსუბუქი, მაგრამ გარკვეულწილად გამძლე)

ნაწილაკების ასო წერილებისათვის

კვადრატული ხის დუელსი საჩვენებელი დაფის ფეხებისთვის

Corner Brace Value Pack (18564)

Everbilt 2”მძიმე კუთხის სამაჯური (2 პაკეტი)

Grip-Rite # 8 x 2”ხრახნები (მოდელი # PTN2S1)

24V 250W ელექტრო სკუტერის ძრავა ქამარიანი სკუტერებისთვის (საქონელი# MOT-24250B)

WIR-110, 16 Gauge Black Power Cable Wire (12 ft)

WIR-110, 16 Gauge Red Power Cable Wire (12 ft)

16-20 Gauge Wire

LM338T/NOPB ხაზოვანი ძაბვის მარეგულირებელი

5 ბანდის ტერმინალის ბლოკი (2)

Solder დაფები

1.0 Ohm რეზისტორები (5)

5.1 kOhm რეზისტორები (2)

150 Ohm რეზისტორი

100 kOhm რეზისტორი

2200 uF კონდენსატორი

20 kOhm რეზისტორი

200 pF კონდენსატორი

5V ზენერის დიოდი

2N2905 ტრანზისტორი ან ექვივალენტი

1.5k პოტენციომეტრი

LM308 Op-amp

ჯუმბერის მავთულის ნაკრები

საღებავი / საღებავის ჯაგრისები

ნაბიჯი 1: ტრენერის შექმნა

დაიწყეთ 2x4x8 ხის ნაჭრებით ორ 28 "დაფაზე, კიდევ ორი დაფაზე 24" და კიდევ ორი 16 ". ამისათვის დაგჭირდებათ ორი 2x4x8 დაფა. გაჭერით დამატებით ოთხი დაფა 45 გრადუსიანი კუთხით თითოეულ ბოლოზე. ეს ორი დაფა უნდა იყოს 10 "სიგრძის. 16 "დაფის გამოყენებით, გამოიყენეთ jigsaw, რათა გაჭრათ დაფაზე 3" სიღრმე და 1 3/4 "სიგანე. სასარგებლოა ამ ზომების დადგენა ჭრის გაკეთებამდე.

აიღეთ 2 "10" დაფებიდან და მიამაგრეთ ისინი 16 "დაფაზე. დადექით 16 "დაფაზე მარჯვნივ და დაეყრდენით 10" დაფებს 16 -ის თითოეულ მხარეს ისე, რომ ისინი დაფარულ იქნას დაფასთან და იატაკთან. გამოიყენეთ ხრახნები 3 დაფის ერთმანეთთან დასაკავშირებლად. გაიმეორეთ ეს პროცესი დანარჩენი 16 "-ისთვის და ორი 10 "დაფა.

მონიშნეთ ცენტრის 12 "ნიშანი ორივე 24" დაფისა და ცენტრი 16 "დაფისა. ორი ნიშანი ერთმანეთთან ერთად დააწესეთ ისე, რომ 16" დაფა იყოს თავდაყირა და გაწითლდეს 24 "დაფით მის გვერდით. გაბურღეთ 2 ხრახნი 16 "დან 24" დაფაზე და კიდევ 2 თითოეული 10 "დაფისთვის 24" დაფაზე. გაიმეორეთ ეს პროცესი სხვა 24 "დაფით და 16" დაფით 10 "დაფებით დართული.

შემდეგი, მონიშნეთ დაფის ცენტრი თითოეულ 28 "დაფაზე. გააკეთეთ კიდევ ერთი ნიშანი 4" 14 "ნიშნის თითოეულ მხარეს. ამ 2 ნიშანს შორის უნდა იყოს 8". დაალაგეთ 24 "დაფა ამ ნიშნებზე და დაფის შიდა მხარე ნიშანზე. გაბურღეთ თითოეულში 2 ხრახნი, რომ დააკავშიროთ 3 დაფა ერთმანეთთან. გაიმეორეთ ეს დანარჩენი 28" დაფით ისე, რომ ყველა ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული.

ნაბიჯი 2: საავტომობილო დაძაბულობის მშენებლობა/მიმაგრება

ქამრის დაძაბვის შესაფერისი ხერხი იყო ის, რასაც გუნდი ებრძოდა. ჩვენ განვიხილეთ რამდენიმე განსხვავებული იდეა, სანამ მივაღწევდით იმას, რაც ზემოთ ვნახეთ. ლითონის მოცურების სარკინიგზო იქნებოდა იდეალური, მაგრამ დაბალი ბიუჯეტის გამო გუნდს მოუწია შეთანხმებულიყო ხის რკინიგზის შესაცვლელად.

დაიწყეთ L ფორმის ფიგურის შექმნით 2 "x4" ბლოკის გამოყენებით. L- ის ქვედა ნაწილი, რომელზედაც ის მიემართება, უნდა იყოს დაახლოებით 8 "სიგრძის. ზედა ნაწილი დაახლოებით 6" სიმაღლის. მოჭერით კიდევ 2 "x4" ბლოკი ძრავის დასაყენებლად. გუნდმა გამოიყენა სათადარიგო, პატარა მართკუთხა ხის ძელი, რომელიც აღმოვაჩინეთ სარკინიგზო სისტემის შესაქმნელად. ქვედა სარკინიგზო მაგისტრალი მდებარეობს ორი რელსით, რომლებიც დამონტაჟებულია საავტომობილო ბლოკის ბოლოში. აქ მთავარი ის არის, რომ გამოიყენოთ ხის გამძლეობა ისე, რომ არ გაიყოს 2 "x4" - ში. გუნდმა გამოიყენა საბურღი პრესი, რათა გაეკეთებინა ხვრელი 2 "x4" ბლოკზე, რომლის ძრავაც დამონტაჟებულია. კიდევ ერთი ხვრელი იყო გაბურღული ლ – ის ზედა ნაწილში. გრძელი ჭანჭიკი გადიოდა მთელ სისტემას. დარწმუნდით, რომ გამოიყენეთ დიდი საყელურები ორივე მხარეს, რათა განაწილდეს დატვირთვა. საბოლოო ასამბლეა დამონტაჟდა ტრენერზე L- ფრჩხილების გამოყენებით. ხის პატარა ბლოკი იყო ჩასმული სარკინიგზო მაგისტრალსა და ტრენერს შორის, რათა თავიდან აეცილებინათ სისტემის დაძაბულობის ტენდენცია. დამხმარეა, რომ ვინმემ შეკრების ადგილი დაიჭიროს ტრენაჟორზე დაყენებისას, რათა უზრუნველყოს უკანა საბურავთან სათანადო გასწორება.

ნაბიჯი 3: ამოიღეთ საბურავი ველოსიპედიდან და მიამაგრეთ უკანა საყრდენი

ველოსიპედიდან უკანა საბურავის ამოსაღებად, ჯერ საბურავი გამოაცალეთ. შემდეგ ამოიღეთ თხილი, რომელიც უკანა ბორბალს ატარებს ტარების ადგილზე. გათიშეთ ჯაჭვი უკანა გადაცემათა კოლოფიდან. თუ ველოსიპედს უკანა მუხრუჭები აქვს, შეიძლება საჭირო გახდეს უკანა სამუხრუჭე ბალიშების ამოღება. მას შემდეგ, რაც ბორბალი და საბურავი მთლიანად გამორთულია, გამოიყენეთ მუხრუჭი საბურავის გასწვრივ ბორბლის გასწვრივ. ბორბალსა და საბურავს შორის საყრდენის შენარჩუნებისას, ვინმემ ბორბალი გადააბრუნოს, რომ ნელა ამოიღოს საბურავი. დასრულების შემდეგ, მიყევით ნაბიჯებს საპირისპირო მიზნით, რათა ხელახლა დააინსტალიროთ ბორბალი ველოსიპედზე. დარწმუნდით, რომ დააინსტალირეთ ქამარი საჭესთან ხელახლა ინსტალაციამდე. საყრდენების დასაყენებლად, გადაიტანეთ უკანა ღერძზე დამაგრების თხილის ხელახლა დაყენებამდე.

ნაბიჯი 4: წრის შექმნა

სქემატური სქემა ნაჩვენებია მოცემული ბმულიდან:

makingcircuits.com/blog/how-to-make-a-25-a…

ჩვენს მიერ აგებულ წრეს ორი ფუნქცია აქვს. პირველი არის ძრავისგან ცვლადი DC ძაბვის შეყვანის რეგულირება მუდმივი 5V DC გამომავალზე, რომელიც გამოიყენება განათების შესანახად. მეორე არის ძაბვის გამყოფის გამოყენება ძრავიდან ძაბვის გამომუშავების შესამცირებლად 0 -დან 5 ვოლტამდე. ეს გამომავალი შემდგომ შეიყვანება Arduino Uno– ს ანალოგიურ პორტში, რომელსაც აქვს ლიმიტი 5V. Arduino Uno არის კოდირებული, რომ გააქტიუროს კონკრეტული ნათურები გარკვეულ ძაბვაზე. ეს კოდი მოცემულია ქვემოთ.

სქემაში ნაჩვენები სქემა გამოიყენება მიმდინარე თანაბრად გადანაწილებისთვის 5 ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორებს შორის (lm338). ეს რეგულატორები არ შეიძლება უბრალოდ პარალელურად მოთავსდეს დატვირთვის გადანაწილებისათვის, რადგან მათი შიდა კომპონენტების განსხვავებები თითოეული მათგანისგან ოდნავ განსხვავებულ გამომუშავებას იწვევს. ხაზოვანი მარეგულირებელი, რომელიც უზრუნველყოფს ყველაზე მაღალ გამომუშავებას, სრულდება ტვირთის მთლიანი აღებით. ზემოთ ჩართული სქემის გამოყენებით ხდება სტაბილური გამოსავალი და თანაბრად ნაწილდება დატვირთვა. შუქები აღწევს მაქსიმალურ დენს დაახლოებით 1.5A კონფიგურაციით არჩეული ფერების გამოყენებით (48 ცისფერი 2 წითელი). ყველა შუქის თეთრი კოდირება შექმნის მაქსიმალურ დენს (3A). ძაბვა რეგულირდება მაქსიმუმ 28 ვ -დან 5 ვ -მდე. ეს არის 23V განსხვავება. 23V x 1.5A = 34.5W სიმძლავრე, რომელიც უნდა გაიფანტოს როგორც სითბო. ამიტომაც მარეგულირებლებს შორის დატვირთვის განაწილება გუნდისთვის ასე მნიშვნელოვანია. თუ ერთმა მარეგულირებელმა უნდა აიღოს მთელი დატვირთვა, ის გადააჭარბებს მის მაქსიმალურ სამუშაო ტემპერატურას.

პირველ რიგში, ააშენეთ წრე შედუღების გარეშე. საკმაოდ დიდი კონდენსატორი (ჩვენ გამოვიყენეთ 2200 uF) უნდა იყოს მოთავსებული ძრავის გამომუშავებაზე მისი ხმაურის შესამცირებლად. ეს ასუფთავებს შეყვანისას, რომელსაც Arduino იღებს და სინათლის ჩვენებას უფრო თანმიმდევრულს ხდის (შუქები არ ანათებს არასტაბილურად). თუმცა, თუ გსურთ შექმნათ ჩამორთმევის მანქანა, დაზოგეთ 2 დოლარი და გააუქმეთ კონდენსატორი. შემდეგი, ჩართეთ ძაბვის გამყოფი წრე. გაუშვით ჯუმბერის მავთული ძაბვის გამყოფიდან Arduino Uno ანალოგურ შესასვლელში A0. ჩაყარეთ არდუინო მიწაშიც. ნახეთ ნახატი თანდართული. დამატებითი ინფორმაცია განათების გაყვანილობის შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ ქვემოთ მოცემულ ბმულზე:

learn.adafruit.com/12mm-led-pixels/wiring

ნაბიჯი 5: წრის შემოწმება

აღჭურვილობა, რომელიც ჩანს ზემოთ ლაბორატორიულ სკამზე, სასარგებლოა, მაგრამ არ არის საჭირო წრედის შესამოწმებლად. თუმცა, თქვენ დაგჭირდებათ რაიმე გზა DC ძრავის გამომავალი ლილვის დასაბრუნებლად. იდეალურ შემთხვევაში, ჩვენ უბრალოდ გამოვიყენებდით ველოსიპედს, მაგრამ რადგან ის ჯერ კიდევ ფოსტით იყო, ჩვენ უნდა მოვძებნოთ ალტერნატიული გამოსავალი. დარწმუნდით, რომ გადაატრიალეთ ძრავის პოლარობა (მიწის (შავი) მავთული გახდება ცხელი და ცხელი (წითელი) მავთული გახდება მიწა). მას შემდეგ რაც ყველაფერი ჩაერთვება, შეცვალეთ პოტენომეტრი მრგვალში, სანამ არ მიიღებთ გამომავალ ძაბვას 5 ვ. ამისათვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი სტანდარტული ვოლტმეტრი. წრე უნდა იყოს მნიშვნელოვანი დატვირთვის ქვეშ, რათა სწორად შეცვალოს ძაბვის გამომუშავება. Arduino კომპიუტერული პროგრამული უზრუნველყოფის გადმოწერა დაგჭირდებათ მიკროკონტროლერის კოდის გასაშვებად. ასევე საჭირო იქნება FastLED ბიბლიოთეკის დაყენება. პროგრამული უზრუნველყოფის გადმოტვირთვის შემდეგ და თქვენ ატვირთავთ კოდს Arduino– ზე, გადადით სერიულ მონიტორზე ზედა მარჯვენა კუთხეში და თქვენ შეძლებთ დააკვირდეთ ძაბვის შეყვანას, რომელსაც Arduino Uno იღებს. საჭიროების შემთხვევაში შეასრულეთ კორექტირება, რათა შეკუმშოს წრე და შეძლებისდაგვარად შეამოწმოთ. დარწმუნდით, რომ ყველა კომპონენტი სწორად მუშაობს წინ წასვლამდე.

ნაბიჯი 6: შეაერთეთ წრე

ზემოთ მოცემულ სურათზე შეიძლება შეამჩნიოთ, რომ აშენებულია ორი მიკროსქემის დაფა. თავდაპირველად, გუნდი გეგმავდა 10 ლმ 338 ძაბვის მარეგულირებლის გამოყენებას, მაგრამ შემდგომი ტესტირების შემდეგ დადგინდა, რომ ერთი წრე 5 – ით იყო მნიშვნელოვანი. თუმცა, დაფა, რომელიც ჩვენ საბოლოოდ არ გვჭირდებოდა, შეიცავს ძაბვის გამყოფს, ამიტომ ის კვლავ გამოიყენება.

პირადი შეხედულებისამებრ, გუნდმა გადაწყვიტა წრფივი რეგულატორების გადახტომა მიკროსქემის დაფაზე. ამან მოგვცა საშუალება ოდნავ უფრო თავისუფლად დავამონტაჟოთ ისინი და უკეთესად დავუჭიროთ მხარი დიდ გათბობას. შეაერთეთ ყველა კომპონენტი თქვენი პროტოტიპიდან თქვენს ახალ გამაგრების დაფაზე. ჩვენ გამოვიყენეთ პერმაპროტოს დაფა ისე, რომ წრე იყოს ზუსტი ასლი, როდესაც გადავაცილებთ მას გამაგრების გარეშე. ორი 5 ბანდის ტერმინალური ბლოკი იქნა გამოყენებული ძრავისა და შუქებიდან სწრაფი გათიშვის შესაქმნელად.

ნაბიჯი 7: ააშენეთ ჩვენების დაფა

ჩვენების დაფა აშენდა რიგი ნაბიჯებით.

1) ჩვენების დაფა შედგება დაფისა და მთაზე. ეკრანი აგებულია თხელი ხისგან და დამონტაჟებულია სადგამზე, რომლის სიგანეა 57 1/2 დიუმი 5 ფუტი. სტენდი მხარს უჭერს განივი სხივით, რომელიც ვრცელდება 45 გრადუსზე. კუთხე უკანა ფეხიდან ვერტიკალურ სადგამამდე. იგი აშენდა ხის და ხრახნების გამოყენებით. დაფისა და სტენდის დასრულების შემდეგ, ოთხი ბორბალი გაბურღეს მთაზე თითოეულ შესაბამის კუთხეში

2) ასოების ჩვენება (C-I-T-A-D-E-L) აშენდა ეკრანისა და მთაზე ცალკე. ასოები ჯერ შედგენილია, შემდეგ კი ამოჭრილია ნაწილაკების ფილადან 8 x 12 ინჩიში. ასოები ყველა ზომისაა 10 სიმაღლის, განსხვავებული სიგანეებით. ასოები მოჭრილი იყო გარე ხერხისთვის და ასოების ინტერიერისთვის.

3) ასოების მოჭრის შემდეგ ისინი თხევადი ლურსმნით მიამაგრეს დაფაზე. ამან უზრუნველყო წერილების დაფა დაფაზე. შემდეგ, ხვრელები გაბურღეს ასოებში 12 'ბიტის გამოყენებით. ეს დარწმუნდება, რომ განათება გამოჩნდება.

4) შემდეგი, ჩვენება შეღებილი იყო თეთრი და ასოები (C-I-T-A-D-E-L) შეღებილი იყო ბავშვის ლურჯში. ლურჯი მორთვა შემდეგ დაემატა დაფის ჩარჩოს.

5) ასოები (T-H-E) დახატა დაფაზე, ყველა 4 სიმაღლეზე, განსხვავებული სიგანეებით.

6) ბულდოგი დაფის ბოლოში დახატა დაფაზე აკრილის საღებავის ნარევის გამოყენებით. ხვრელები გაიჭრა თვალებში 12 მმ -იანი შუქით, რათა მოერგოს განათებას.

7) საბოლოოდ, განათება მოათავსეს დაფაზე და ჩვენების დაფა დასრულდა.