DIY Wave Tank/flume Använda Arduino och V-slot: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

En vågtank är en laboratorieinställning för att observera beteendet hos ytvågor. Den typiska vågtanken är en låda fylld med vätska, vanligtvis vatten, och lämnar öppet eller luftfylldt utrymme ovanpå. Vid tankens ena ände genererar ett ställdon vågor; den andra änden har vanligtvis en vågabsorberande yta.

Vanligtvis kostar dessa tankar mycket pengar så jag försökte göra en riktigt riktigt billig lösning för studenter som vill använda tanken för att testa sina projekt.

Steg 1: Hur fungerar det

Så projektet består av två ställdon gjorda med v-slot aluminiumprofiler.

En stegmotor är ansluten till varje ställdon och båda motorerna styrs av samma stegmotordrift så det blir ingen fördröjning.

Arduino används för att styra motorföraren. Ett menystyrt program används för att ge input till arduion ansluten via pc. Ställdonplattor är monterade på v-spårportalen som kommer att gå fram och tillbaka när motorerna startar och denna rörelse fram och tillbaka genererar vågor inuti tanken. Våghöjden och våglängden kan ändras genom att ändra hastigheten på motor via arduino.

Steg 2: Observera innan du börjar

Jag har inte täckt de flesta små sakerna hur man använder arduino eller hur man svetsar för att hålla denna handledning liten och lätt att förstå. De flesta saker som saknas kommer att rensas i bilderna och videorna. Meddela mig om det finns några problem eller frågor angående projektet.

Steg 3: Samla allt material

1. Arduino mikrokontroller
2. 2*Stegmotor (2,8 kg cm vridmoment per motor)
3. 1*Stegmotordrivrutin
4. 2*V -portportalsystem
5. Stål- eller järnplattor för tankkropp
6. L-förstyvningar för att stödja kroppen
7. Fiber- eller plastark för att göra ställdonplatta
8. Ledningar 48 volt likström

Jag har inte inkluderat material för v-slot gantry eftersom listan kommer att vara väldigt stor, så bara google v-slot du får många videor om hur man monterar det jag använde 2040 aluminiumprofil. Motorkapacitet och strömförsörjningskapacitet kommer att förändras om du vill bära mer last.

Tankmått

Längd 5,50 m

Bredd 1,07 m

Djup 0,50 m

Steg 4: Variuos Dimensioner

För att göra saker enklare och handledning kortare har jag tagit bilder av olika komponenter med en skala så att du kan se storleken på dessa.

Steg 5: Gör kroppen

Kroppen är gjord av 3 mm tjock gjutjärnsplåt.

Tankbredd är 1,10 meter, längd 5 meter och höjd 0,5 meter.

Tankkroppen består av mjukt stål med förstyvningar runt den där det behövs. Plåtar av mjukt stål bockades och skärs i olika sektioner enligt tankens mått. Dessa sektioner uppfördes sedan genom att svetsa ihop dem. Förstärkare svetsades också ihop för att göra strukturen starkare.

Den första plattan bockades till önskad storlek i olika sektioner och sedan svetsades dessa sektioner ihop för att bygga upp kroppen. Förstärkare har lagts till eftersom stödförstärkare dimensioner visas på bilden

Steg 6: Montering av ställdon och tillverkning av plattor

ställdon är gjorda med v-slot-system. Dessa är riktigt billiga och enkla att bygga kan du googla på nätet hur man monterar en av dessa. Jag har använt blyskruv istället för remdrivning för att öka lastförmågan. Jag har inte inkluderat monteringshandledning eftersom det kommer att förändras beroende på den belastning du vill bära. För mig var belastningen vid maximal hastighet cirka 14 kg.

Aktuatorplattan är byggd med frp -ark, akryl kan också användas. En ram av rostfritt stål byggdes för att stödja frp -arket.

Paddelram

Paddelramen består av rostfritt stål. Rostfritt stål är vattentätt och motstår därför korrosion. Fyrkantig sektion på 2 x 2 cm användes för paddelramen. En robust ram var nödvändig eftersom mycket cyklisk belastning kommer att påverka paddeln under våggenerering. Stålramen böjer sig inte och genererar därför en regelbunden sinusformad våg.

En anpassad L-klämma gjordes för att ansluta manöverplattan med portplatta på vslot-systemet.

Steg 7: Vågkarakteristik Manupalation

Tank kan generera olika våghöjd enligt krav. För att generera olika våghöjd justeras motorns varvtal. För att få stor våghöjd RPM för motorn ökas detta samtidigt som vågens våglängd minskar. På samma sätt minskar motorns våglängdsvarvtal. Varvtalet kan justeras genom att välja det anpassade varvtalet i menyn.

Högsta varvtal = 250

Minsta varvtal = 50

Nedan är exemplet på olika våghöjd som registreras av accelerometer. Första bilden är data som registreras med högt varvtal, vilket resulterar i att vi får hög våghöjd. Den andra bilden visar den minskade våghöjden och ökade våglängden för grafen som är data som registrerats av acceleromereraren och representerar de genererade vågens faktiska vågkarakteristika.

Steg 8: Elektroniska anslutningar och program

När du ansluter strömförsörjningen var försiktig anslutningspolaritet anslut pluspolen till positiv och negativ till negativ. Gör anslutningarna för motorn och föraren som visas på bilden. När alla anslutningar är korrekta anslut mikrokontrollerstift (8, 9, 10 och 11) till stegmotordrivrutinen. Anslut mikrokontrollern till en dator via en USB. Starta Arduino IDE> Seriell bildskärm.

Programmet ingår i självstudien och är självförklarande, det använder switch case och om annars uttalanden att använda. Det är verkligen enkelt en gymnasieelev kan också förstå det.

Här är google drive -länken till programmet

Arduino kontrollprogram

Steg 9: Styrning av aktuatorerna med menystyrt program

När mikrokontrollen är korrekt ansluten till datorn kommer du att göra liknande meny. För att välja alternativet, skriv bara numret bredvid alternativet och tryck på enter

Exempel:-

För att välja "Aktivera vid maximal frekvens" typ 1 och tryck på enter.

För att stoppa åtgärdstypen 0 och tryck på enter.

Nödstopp

För att stoppa ställdonet, tryck på noll “0” och ange.

För att göra ett nödstopp antingen trycker du på reset på mikrokontrollen eller stänger av strömförsörjningen.

Steg 10: Hur man använder Wave Tank

Denna tank gjordes som en del av mitt stora projekt. Tanken har testats för generering av olika regelbundna vågor i havsförhållanden för en skalad pråmmodell. Testet av vågflödet lyckades. Den totala kostnaden för utvecklingen av detta projekt var Rs. 81 000 (endast åttiotusen) under två månader.

För eventuella frågor vänligen kommentera.

Första pris i vattentävlingen