Унадаг дугуйн энергийн демо (бүтээх): 7 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Энэхүү зааварчилгааны зорилго нь унадаг дугуйн энергийн интерактив үзүүлбэрийг бий болгож, хүүхдүүдийн инженерчлэлийн сонирхлыг өдөөхөд оршино. Төсөл дараах байдлаар ажилладаг: хүүхэд унадаг дугуйг илүү хурдан гишгэх тусам дэлгэцийн самбар дээр илүү олон гэрэл асаах боломжтой бөгөөд эцэст нь цэнхэр LED гэрлээр CITADEL гэсэн үгийг бичдэг. Морьтон илүү хурдан дөрөөгөө үргэлжлүүлснээр тэрээр бульдогын нүдийг улаан LED гэрлээр идэвхжүүлэх боломжтой болжээ. Төсөл нь стандарт хэмжээтэй хаалгаар дамжин анги танхимд багтах боломжтой байхын тулд угсрах бүрийн өргөн нь 30 инчээс хэтрэхгүй. Дэлгэцийн самбар нь дугуй дээр суурилагдсан тул тээвэрлэхэд хялбар байдаг. Бүх материал, багаж хэрэгслийг ашиглах боломжтой бол уг төслийг хэрэгжүүлэхэд ойролцоогоор 6-10 хоног шаардагдах бөгөөд ойролцоогоор $ 400 орчим долларын өртөгтэй бөгөөд хэрэв та бүх тоног төхөөрөмж/цахилгаан эд анги, унадаг дугуй худалдаж авах шаардлагатай бол.

Ашигласан багаж хэрэгсэл: Цахилгаан өрөм, ширээний хөрөө, jigsaw, өрмийн машин, зүлгүүр, соронзон хэмжүүр, дэд атгах, залгуур түлхүүрийн хэрэгсэл, гагнуурын төмөр, утас хавчих хэрэгсэл, 3D принтер, гэр ахуйн янз бүрийн хэрэгсэл (бахө, хайч гэх мэт)

Ашигласан материал:

12 мм -ийн сарнисан нимгэн Digitel RGB LED пикселүүд (Strand 25) (2)

GDSTIME 5V DC 50мм сэнс (2)

Ардуино Уно

5 мм (HTD) давирхай, 15 мм өргөнтэй нэг талт бүс

Кент 20 "Хөвгүүдийн амбукс унадаг дугуй эсвэл бусад 20" дугуйтай, хойд тээглүүртэй дугуй

Том халаагч - Олон ватт багц (Sparkfun -аас) (5)

Weathershield 2 "x4" x8 'даралттай боловсруулсан модны эвэрбилт 1-1/2 "(4)

Дэлгэцийн самбарын фанер (хөнгөн жинтэй боловч бага зэрэг бат бөх байхыг хүсдэг)

Үсгийн самбар

Дэлгэцийн хөлний дөрвөлжин модон алчуур

Булангийн хаалтны үнэ цэнийн багц (18564)

Everbilt 2 хүнд даацын булангийн бэхэлгээ (2 багц)

Бариулах ёслол # 8 x 2”эрэг (Загвар # PTN2S1)

24V 250W цахилгаан мотортой скутерийн мотор (Зүйл# MOT-24250B)

WIR-110, 16 хэмжигч хар цахилгаан кабель утас (12 фут)

WIR-110, 16 хэмжигч улаан цахилгаан кабель утас (12 фут)

16-20 хэмжигч утас

LM338T/NOPB шугаман хүчдэлийн зохицуулагч

5 Gang терминал блок (2)

Гагнуурын самбар

1.0 Ом эсэргүүцэл (5)

5.1 кОм эсэргүүцэл (2)

150 Ом эсэргүүцэл

100 кОм эсэргүүцэл

2200 uF конденсатор

20 кОм эсэргүүцэл

200 pF конденсатор

5V Zener диод

2N2905 транзистор эсвэл түүнтэй адилтгах

1.5 к потенциометр

LM308 Op-amp

Холбогч утас

Будаг / будгийн багс

Алхам 1: Сургагч багшийг бий болгох

Эхлэхийн тулд 2х4х8 хэмжээтэй модон хэсгийг 28 инчийн хоёр самбар, 24 -т өөр хоёр самбар, 16 -д өөр хоёр хавтанг хайчилж аваарай. Үүний тулд танд 2х4х8 хэмжээтэй хоёр самбар хэрэгтэй болно. Төгсгөлд нь 45 градусын өнцөг бүхий нэмэлт дөрвөн самбар хайчилж ав. Эдгээр хоёр самбар нь 10 "урттай байх ёстой. 16 инчийн хавтанг ашиглан jigsaw ашиглан самбар дээрх 3 "гүн, 1 3/4" хэмжээтэй ховилыг хайчилж ав. Зүсэлт хийхээсээ өмнө эдгээр хэмжээсүүдийг нарийвчлан судлах нь тустай болно.

10 "самбараас 2 ширхэгийг аваад 16" самбаруудын аль нэгэнд хавсаргана уу. 16 "самбарыг баруун тийш нь дээшлүүлж, 10" самбарыг тал бүрийн хажуу тийш түшүүлж, самбар болон шалтай зэрэгцүүлээрэй. 3 самбарыг эрэг ашиглан бэхлээрэй. Үлдсэн 16 "дээр энэ үйлдлийг давт. хоёр 10 "самбар.

12 "24" самбар ба 16 "самбарын төвийг 12" тэмдгээр тэмдэглээрэй. Хоёр тэмдгийг хамтад нь эгнүүлж, 16 "самбарыг босоо байрлуулж, 24" самбарыг хажуу тийш нь тэгшлээрэй. 2 боолтыг өрөмд. 16 "-аас 24" хүртэлх самбар, 10 "самбар тус бүрээс 2" -ыг 24 "хүртэлх самбар. Энэ процессыг нөгөө 24" самбар болон 10 "самбар хавсаргасан 16" самбартай хамт давтана.

Дараа нь 28 "самбар тус бүр дээр самбарын төвийг тэмдэглээрэй. 14" тэмдгийн тал бүр дээр өөр 4 "гэсэн тэмдэг тавь. Эдгээр 2 тэмдгийн хооронд 8" байх ёстой. Эдгээр тэмдгүүд дээрх 24 "самбарыг самбарын дотор талд байрлуулна. 3 самбарыг хооронд нь бэхлэхийн тулд тус бүрдээ 2 эрэг өрөмдөнө. Үүнийг бусад 28" хавтангаар давтан хий.

Алхам 2: Мотор чангалагч барих/бэхлэх

Бүсээ чангалах тохиромжтой аргыг олж авах нь багийн тэмцэж байсан зүйл юм. Дээр үзүүлсэн зүйлд хүрэхээсээ өмнө бид хэд хэдэн өөр санаа бодлыг туулсан. Төмөр гулгадаг төмөр зам тохиромжтой байсан ч төсөв бага байсан тул баг нь ээлжийн модон төмөр зам барих шаардлагатай болсон.

2 "x4" блок ашиглан L хэлбэртэй дүрс үүсгэж эхлээрэй. Түүний холбох төмөр замын доод хэсэг нь ойролцоогоор 8 "урт, дээд хэсэг нь ойролцоогоор 6" өндөр байх ёстой. Мотор бэхэлгээний хувьд өөр 2 "x4" блок хайчилж ав. Багийнхан төмөр замын системийг бий болгохын тулд бидний олсон сэлбэг, жижиг тэгш өнцөгт модон тулгуурыг ашигласан. Доод талын төмөр замыг моторын блокны ёроолд суурилуулсан хоёр төмөр замаар бэхэлсэн байна. Энд гол зүйл бол 2 "x4" хэмжээтэй боолт хийх үед хагарахгүй байхын тулд хангалттай бат бөх модыг ашиглах явдал юм. Баг нь өрөмдлөгийн даралтыг ашиглан моторыг суурилуулсан 2 "x4" блокоор нүх гаргадаг. L -ийн дээд хэсэгт өөр нэг нүх өрөмдсөн. Урт боолтыг бүхэлд нь системээр дамжуулсан. Ачааг хуваарилахын тулд хоёр талдаа том угаагч ашиглахаа мартуузай. Эцсийн угсралтыг L-хаалт ашиглан сургагч дээр холбосон. Төмөр зам ба сургагч хоёрын хооронд жижиг модон мод суулгасан бөгөөд энэ нь өндөр хүчдэлийн үед бөхийхөөс сэргийлдэг. Арын дугуйтай зөв зохицохын тулд угсрагчийг угсрахдаа угсрах үед түүнийг барьж байх нь ашигтай байдаг.

Алхам 3: Унадаг дугуйнаас арын дугуйгаа салгаж, арын шонгуудыг бэхлээрэй

Унадаг дугуйнаас арын дугуйг салгахын тулд эхлээд дугуйны хий гаргах хэрэгтэй. Дараа нь хойд дугуйны холхивчийг бэхэлсэн самарыг салга. Гинжийг хойд араагаас салга. Хэрэв унадаг дугуй хойд тоормостой бол арын тоормосны дэвсгэрийг салгах шаардлагатай байж магадгүй юм. Дугуй болон дугуй бүрэн унтарсны дараа дугуйг дугуйны хажуу талд сунгахын тулд тууз ашиглана уу. Дугуй ба дугуйны хоорондох туузыг арчлахдаа дугуйг аажмаар салгахын тулд хэн нэгэн дугуйг эргүүлээрэй. Дууссаны дараа дугуйг дугуйнд буцааж суурилуулахын тулд урвуу дарааллаар алхмуудыг дагана уу. Дахин суулгахаасаа өмнө бүсээ дугуйныхаа эргэн тойронд хийхээ мартуузай. Тээгийг суулгахын тулд бэхэлгээний самарыг дахин суулгахын өмнө хойд тэнхлэг дээр гулсуулна уу.

Алхам 4: Цахилгаан хэлхээг бий болгох

Схемд үзүүлсэн хэлхээг дараах линкээс авсан болно.

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

Бидний бүтээсэн хэлхээ нь хоёр үүрэгтэй. Эхнийх нь мотороос тогтмол гүйдлийн хүчдэлийн оролтыг гэрлийг тэжээхэд ашигладаг тогтмол 5V тогтмол гаралт хүртэл зохицуулах явдал юм. Хоёр дахь нь мотороос гарах хүчдэлийг 0 -ээс 5 вольт хүртэл бууруулахын тулд хүчдэл хуваагч ашиглах явдал юм. Энэ гаралтыг дараа нь 5V -ийн хязгаартай Arduino Uno аналог оролтын порт руу оруулна. Arduino Uno нь тодорхой гэрлийг тодорхой хүчдэлээр идэвхжүүлэхийн тулд кодлогдсон байдаг. Энэ кодыг доор үзүүлэв.

Дээрх схемд үзүүлсэн хэлхээг 5 шугаман хүчдэлийн зохицуулагч (lm338) хооронд гүйдлийг жигд хуваарилахад ашигладаг. Эдгээр зохицуулагчийг ачааллыг хуваарилахын тулд зэрэгцээ байрлуулж болохгүй, учир нь тэдгээрийн дотоод бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ялгаа нь тус бүрээс арай өөр гарц үүсгэдэг. Хамгийн их гаралтыг өгдөг шугаман зохицуулагч нь ачааллыг бүхэлд нь авч дуусдаг. Дээрх хэлхээг ашиглах нь гаралтыг тогтворжуулж, ачааллыг жигд хуваарилдаг. Дэнлүү нь хамгийн ихдээ 1.5А орчим гүйдлийг сонгосон өнгийг ашиглан тохируулсан болно (48 цэнхэр 2 улаан). Гэрлийг бүгдийг цагаан гэж кодчилвол хамгийн их гүйдэл (3А) үүснэ. Хүчдэлийг хамгийн ихдээ 28В -аас 5В хүртэл бууруулдаг. Энэ нь 23V -ийн ялгаа юм. 23V x 1.5A = 34.5 Вт чадалтай бөгөөд үүнийг дулаан хэлбэрээр тараах ёстой. Тиймээс зохицуулагчдын хооронд ачааллыг хуваарилах нь багийн хувьд маш чухал юм. Хэрэв нэг зохицуулагч бүх ачааллыг авах байсан бол энэ нь ажиллах хамгийн дээд температураасаа хэтрэх болно.

Нэгдүгээрт, гагнуургүй талхны самбар дээр хэлхээг байгуул. Дуу чимээг бууруулахын тулд моторын гаралт дээр нэлээд том конденсатор (бид 2200 uF ашигласан) байрлуулах шаардлагатай болно. Энэ нь Arduino -ийн хүлээн авч буй орцыг цэвэрлэж, гэрлийн дэлгэцийг илүү нийцтэй болгодог (гэрэл тогтворгүй анивчихгүй). Гэсэн хэдий ч хэрэв та таталт өгөх машин үүсгэхийг хүсч байвал 2 доллар хэмнээд конденсаторыг хүчингүй болго. Дараа нь хүчдэл хуваагчийн хэлхээг оруулна уу. Хүчдэл хуваагчаас Arduino Uno аналог оролт A0 руу холбогч утсыг ажиллуулна уу. Arduino -ийг бас газарт холбоно уу. Хавсаргасан зургийг үзнэ үү. Дэнлүүг холбох нэмэлт мэдээллийг доорх линкээс авах боломжтой.

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

Алхам 5: Хэлхээг шалгах

Дээрх лабораторийн вандан сандал дээр үзүүлсэн тоног төхөөрөмж нь ашигтай боловч хэлхээг туршихад шаардлагагүй юм. Гэсэн хэдий ч DC моторын гаралтын босоо амыг эргүүлэхийн тулд танд ямар нэгэн арга хэрэгтэй болно. Хамгийн тохиромжтой нь бид унадаг дугуйг дөнгөж ашигласан байсан ч шуудан дээр байсан тул өөр шийдлийг хайх шаардлагатай болсон. Моторын туйлыг эргүүлэхээ мартуузай (газрын (хар) утас халуун болж, халуун (улаан) утас нь газарддаг). Бүх зүйл холбогдсоны дараа 5В гаралтын хүчдэл авах хүртэл хэлхээний потенциометрийг тохируулна уу. Үүний тулд ямар ч стандарт вольтметр ашиглаж болно. Хүчдэлийн гаралтыг зөв тохируулахын тулд хэлхээ нь их ачаалалтай байх шаардлагатай болно. Микро хянагчийн кодыг ажиллуулахын тулд Arduino компьютерийн програмыг татаж авах шаардлагатай болно. FastLED номын санг бас суулгах шаардлагатай болно. Програм хангамжийг татаж аваад кодыг Arduino -д байршуулсны дараа баруун дээд буланд байгаа цуваа дэлгэц рүү очоод Arduino Uno хүлээн авах хүчдэлийн оролтыг ажиглах боломжтой болно. Шаардлагатай бол хэлхээг аль болох доош буулгах тохируулга хийж, дахин туршина уу. Урагшлахаасаа өмнө бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Алхам 6: Цахилгаан хэлхээг гагнах

Дээрх зураг дээр хоёр хэлхээний самбар барьсан болохыг та анзаарч магадгүй юм. Эхэндээ баг 10 lm338 шугаман хүчдэлийн зохицуулагч ашиглахаар төлөвлөж байсан боловч цаашдын туршилтын дараа 5 хэлхээтэй нэг хэлхээ нэлээд чухал болохыг тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч бидний дуусгавар болсон самбар нь хүчдэл хуваагч агуулаагүй тул одоо хүртэл ашиглаж байна.

Хувийн сонголтоор баг шугаман зохицуулагчийг хэлхээний самбар руу холбохоор шийдсэн. Энэ нь тэдгээрийг арай чөлөөтэй холбож, том дулаан шингээгчийг илүү сайн дэмжих боломжийг бидэнд олгосон юм. Прототипээс бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шинэ гагнуурын самбар руу гагнах. Бид permaproto хавтанг ашигласан бөгөөд ингэснээр хэлхээ нь гагнуургүй талхны хавтан дээрээс шилжихэд яг хуулбар болно. Мотор болон гэрлээс хурдан салгахын тулд 5 бүлгийн хоёр терминал блок ашигласан.

Алхам 7: Дэлгэцийн самбарыг бүтээх

Дэлгэцийн самбарыг хэд хэдэн алхамаар бүтээсэн.

1) Дэлгэцийн самбар нь самбар ба бэхэлгээнээс бүрдэнэ. Дэлгэцийг нимгэн модоор хийсэн бөгөөд 57 1/2 инч хэмжээтэй 5 фут хэмжээтэй тавиур дээр суурилуулсан бөгөөд уг индэр нь 45 градусын өргөнтэй хөндлөн огтлолын туяагаар бэхлэгддэг. арын хөлөөс босоо тавиур хүртэлх өнцөг. Үүнийг мод, эрэг ашиглан хийсэн. Самбар ба тавиурыг дуусгасны дараа тус бүрийн булан бүрт бэхэлгээнд дөрвөн дугуй өрөмдсөн

2) Үсгийн дэлгэцийг (C-I-T-A-D-E-L) дэлгэц ба холболтоос тусад нь бүтээсэн болно. Захидлуудыг эхлээд зурж, дараа нь 8 х 12 инч хэмжээтэй хавтангийн хавтангаар хайчилж авав. Бүх үсэг нь 10 хэмжээтэй өндөр, янз бүрийн өргөнтэй. Захидлуудыг гадна талын тууз хөрөө, үсгийн дотор талыг эвлүүрээр хайчилж авав.

3) Үсгийг хайчилж авсны дараа тэдгээрийг шингэн хадаасаар самбар дээр хавсаргасан болно. Энэ нь захидлуудыг самбар дээр баталгаажуулсан болно. Дараа нь үсэг дээр 12 'бит ашиглан нүх гаргав. Энэ нь Гэрлийг харуулах болно.

4) Дараа нь дэлгэцийг цагаанаар будаж, үсгүүдийг (C-I-T-A-D-E-L) хүүхдийн хөх өнгөөр будсан байв. Дараа нь самбарын хүрээ дээр цэнхэр обуд нэмж оруулав.

5) Үсгийг (T-H-E) 4-ийн өндөртэй, янз бүрийн өргөнтэй самбар дээр зурсан байв.

6) Самбарын доод бульдог нийлэг будгийн холимог ашиглан самбар дээр будсан байв. Нүдийг гэрэлд тааруулахын тулд 12 мм -ийн нүхээр өрөмдсөн.

7) Эцэст нь дэнлүүг самбар дээр байрлуулсан бөгөөд дэлгэцийн самбар бүрэн хийгдсэн байв.