Tabla de contenido:
- Paso 1: Cómo funciona la dosis
- Paso 2: tenga en cuenta antes de comenzar
- Paso 3: reúna todo el material
- Paso 4: Dimensiones de Variuos
- Paso 5: Hacer el cuerpo
- Paso 6: Montaje del actuador y fabricación de la placa
- Paso 7: Manupación de las características de las ondas
- Paso 8: Conexiones electrónicas y programa
- Paso 9: Control de los actuadores mediante un programa dirigido por menús
- Paso 10: Cómo operar Wave Tank
2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57
Un tanque de olas es una configuración de laboratorio para observar el comportamiento de las olas superficiales. El tanque de olas típico es una caja llena de líquido, generalmente agua, que deja un espacio abierto o lleno de aire en la parte superior. En un extremo del tanque, un actuador genera ondas; el otro extremo suele tener una superficie absorbente de ondas.
Por lo general, estos tanques cuestan mucho dinero, así que traté de hacer una solución realmente barata para los estudiantes que quieren usar el tanque para probar sus proyectos.
Paso 1: Cómo funciona la dosis
Por tanto, el proyecto consta de dos actuadores fabricados con extrusiones de aluminio con ranura en V.
Un motor paso a paso está conectado a cada actuador y ambos motores están controlados por el mismo motor paso a paso para que no haya retrasos.
Arduino se utiliza para controlar el controlador del motor. Se utiliza un programa impulsado por menú para dar entrada al arduion conectado a través de la PC. Las placas del actuador están montadas en el pórtico con ranura en V que irá hacia adelante y hacia atrás una vez que los motores se enciendan y este movimiento hacia adelante y hacia atrás de las placas genera las olas dentro del tanque. motor a través de arduino.
Paso 2: tenga en cuenta antes de comenzar
No he cubierto la mayoría de las pequeñas cosas sobre cómo usar arduino o cómo soldar para mantener este tutorial pequeño y fácil de entender. La mayoría de las cosas que faltan se aclararán en las imágenes y videos. Por favor, envíeme un mensaje si hay algún problema o pregunta con respecto al proyecto.
Paso 3: reúna todo el material
- Microcontrolador Arduino
- 2 * motor paso a paso (2,8 kgcm de par por motor)
- 1 * controlador de motor paso a paso
- Sistema de pórtico de 2 ranuras en V
- Placas de acero o hierro para el cuerpo del tanque
- Refuerzos en L para sostener el cuerpo
- Lámina de fibra o plástico para hacer la placa del actuador
- Cables fuente de alimentación de 48 voltios CC
No he incluido materiales para el pórtico con ranura en V porque la lista será muy grande, entonces solo con la ranura en V de Google obtendrá muchos videos sobre cómo ensamblarlo. Utilicé extrusión de aluminio 2040. La capacidad del motor y la capacidad de la fuente de alimentación cambiarán si desea transportar más carga.
Dimensiones del tanque
Longitud 5,50 m
Ancho 1.07 m
Profundidad 0.50 m
Paso 4: Dimensiones de Variuos
Para hacer las cosas más simples y el tutorial más corto he tomado imágenes de diferentes componentes con una escala para que puedas ver los tamaños de estos.
Paso 5: Hacer el cuerpo
El cuerpo es de chapa de hierro fundido de 3 mm de espesor.
El ancho del tanque es de 1,10 metros, la longitud de 5 metros y la altura de 0,5 metros.
El cuerpo del tanque está hecho de acero dulce con refuerzos alrededor cuando sea necesario. Las placas de acero dulce se doblaron y cortaron en varias secciones de acuerdo con las dimensiones del tanque. Estas secciones se erigieron luego soldandolas juntas. Los refuerzos también se soldaron entre sí para hacer que la estructura sea más fuerte.
La primera placa se dobló al tamaño deseado en varias secciones y luego estas secciones se soldaron juntas para erigir el cuerpo. Se agregaron refuerzos como un soporte Las dimensiones de los refuerzos se muestran en la imagen
Paso 6: Montaje del actuador y fabricación de la placa
Los actuadores se fabrican con sistemas de ranuras en V. Son realmente baratos y fáciles de construir. Puede buscar en Google cómo ensamblar uno de estos. He usado tornillos de avance en lugar de transmisión por correa para aumentar la capacidad de carga. No he incluido tutorial de montaje porque cambiará según la carga que quieras llevar. Para mí la carga a máxima velocidad rondaba los 14Kg.
La placa del actuador está construida con lámina de frp, también se puede usar acrílico. Se construyó un marco de acero inoxidable para soportar la lámina de frp.
Marco de paleta
El marco de la paleta está hecho de acero inoxidable. El acero inoxidable es resistente al agua y, por lo tanto, resiste la corrosión. Se utilizó una sección cuadrada de 2 x 2 cm para el marco de la paleta. Era necesario un marco robusto ya que mucha carga cíclica actuará sobre la paleta durante la generación de olas. El marco de acero no se doblará y, por lo tanto, generará una onda sinusoidal regular.
Se fabricó una abrazadera en L personalizada para conectar la placa del actuador con la placa del pórtico en el sistema vslot.
Paso 7: Manupación de las características de las ondas
El tanque puede generar diferentes alturas de ola según los requisitos. Para generar diferentes alturas de onda, se ajustan las RPM del motor. Para obtener una gran altura de onda, se aumentan las RPM del motor, esto también disminuye la longitud de onda de la onda. De manera similar, para aumentar la longitud de onda, se reducen las RPM del motor. Las RPM se pueden ajustar eligiendo la opción RPM personalizada del menú.
RPM máximas = 250
RPM mínimas = 50
A continuación se muestra el ejemplo de diferentes alturas de onda registradas por el acelerómetro. La primera imagen son los datos registrados a altas RPM como resultado, obtenemos una gran altura de ola. La segunda imagen muestra la altura de onda disminuida y la longitud de onda aumentada del gráfico, que son los datos registrados por el acelerómetro y representan las características de onda reales de la onda generada.
Paso 8: Conexiones electrónicas y programa
Mientras conecta la fuente de alimentación, tenga cuidado con la polaridad de conexión, conecte el terminal positivo al positivo y el negativo al negativo. Haga las conexiones para el motor y el controlador como se muestra en la imagen. Una vez que todas las conexiones estén correctas, conecte los pines del microcontrolador (8, 9, 10 y 11).) al controlador del motor paso a paso. Conecte el microcontrolador a una PC mediante un USB. Inicie Arduino IDE> Monitor serial.
El programa está incluido en el tutorial y se explica por sí mismo, usa mayúsculas y minúsculas y declaraciones if else para operar. Es realmente simple que un estudiante de secundaria también puede entenderlo.
Aquí está el enlace de Google Drive al programa.
Programa de control de Arduino
Paso 9: Control de los actuadores mediante un programa dirigido por menús
Una vez que el microcontrolador esté conectado correctamente a la PC, aparecerá un menú similar. Para elegir la opción, simplemente escriba el número al lado de la opción y presione enter
Ejemplo:-
Para elegir “Actuar a máxima frecuencia”, escriba 1 y presione enter.
Para detener la acción, escriba 0 y presione enter.
Parada de emergencia
Para detener el actuador presione cero "0" e ingrese.
Para hacer una parada de emergencia, presione reiniciar en el microcontrolador o corte la fuente de alimentación.
Paso 10: Cómo operar Wave Tank
Este tanque se fabricó como parte de mi proyecto principal. El tanque ha sido probado para la generación de diferentes olas regulares en condiciones de mar de cabeza para un modelo de barcaza a escala. La prueba del canal de olas fue exitosa. El costo total para el desarrollo de este proyecto fue de Rs. 81.000 (Ochenta y un mil solamente) en una duración de dos meses.
Para cualquier duda, por favor comente.
Primer premio en el Concurso de Agua