DIY Wave Tank/flume Menggunakan Arduino dan V-slot: 11 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Sebuah tangki gelombang adalah setup laboratorium untuk mengamati perilaku gelombang permukaan. Tangki gelombang tipikal adalah kotak berisi cairan, biasanya air, meninggalkan ruang terbuka atau berisi udara di atasnya. Di salah satu ujung tangki, aktuator menghasilkan gelombang; ujung lainnya biasanya memiliki permukaan penyerap gelombang.

Biasanya tangki ini menghabiskan banyak uang jadi saya mencoba membuat solusi yang sangat murah untuk siswa yang ingin menggunakan tangki untuk menguji proyek mereka.

Langkah 1: Bagaimana Dosis Ini Bekerja

Jadi proyek ini terdiri dari dua aktuator yang dibuat menggunakan ekstrusi aluminium v-slot.

Sebuah motor stepper terhubung ke masing-masing aktuator dan kedua motor dikendalikan oleh penggerak motor stepper yang sama sehingga tidak ada lag.

Arduino digunakan untuk mengontrol driver motor. Program yang digerakkan menu digunakan untuk memberikan input ke arduion yang terhubung melalui pc. Pelat aktuator dipasang pada gantry v-slot yang akan bolak-balik setelah motor mulai dan gerakan bolak-balik pelat ini menghasilkan gelombang di dalam tangki. Tinggi gelombang dan panjang gelombang dapat diubah dengan mengubah kecepatan bermotor melalui arduino.

Langkah 2: Harap Dicatat Sebelum Memulai

Saya belum membahas sebagian besar hal-hal kecil bagaimana menggunakan arduino atau bagaimana melakukan pengelasan agar tutorial ini tetap kecil dan mudah dimengerti. Sebagian besar hal yang hilang akan dihapus dalam gambar dan video. Silakan kirim pesan kepada saya jika ada masalah atau pertanyaan tentang proyek ini.

Langkah 3: Kumpulkan Semua Bahan

1. pengontrol mikro Arduino
2. 2 * Motor stepper (torsi 2,8 kgcm per motor)
3. 1 * Pengemudi motor langkah
4. Sistem gantry slot 2 * V
5. Pelat baja atau besi untuk badan tangki
6. L-pengaku untuk menopang tubuh
7. Serat atau lembaran plastik untuk membuat pelat aktuator
8. Kabel catu daya DC 48 volt

Saya belum memasukkan bahan untuk v-slot gantry karena daftarnya akan sangat besar maka hanya google v-slot Anda akan mendapatkan banyak video tentang cara merakitnya saya menggunakan aluminium ekstrusi 2040. Kapasitas motor dan kapasitas catu daya akan berubah jika Anda ingin membawa lebih banyak beban.

Dimensi tangki

Panjang 5,50 m

Lebar 1,07 m

Kedalaman 0,50 m

Langkah 4: Dimensi Variuos

Untuk mempermudah dan mempersingkat tutorial, saya telah mengambil gambar berbagai komponen dengan skala sehingga Anda dapat melihat ukurannya.

Langkah 5: Membuat Tubuh

Body terbuat dari besi cor setebal 3 mm.

Lebar tangki adalah 1,10 meter, panjang 5 meter dan tinggi 0,5 meter.

Badan tangki terbuat dari baja ringan dengan pengaku di sekelilingnya bila diperlukan. Pelat baja ringan ditekuk dan dipotong menjadi berbagai bagian sesuai dengan dimensi tangki. Bagian-bagian ini kemudian didirikan dengan mengelasnya bersama-sama. Pengaku juga dilas bersama untuk membuat struktur lebih kuat.

Pelat pertama ditekuk ke dalam ukuran yang diinginkan di berbagai bagian dan kemudian bagian-bagian ini dilas bersama untuk mendirikan tubuh. Pengaku ditambahkan sebagai dimensi pengaku pendukung ditunjukkan pada gambar

Langkah 6: Perakitan Aktuator dan Fabrikasi Plat

aktuator dibuat menggunakan sistem v-slot. Ini benar-benar murah dan mudah dibuat. Anda dapat mencarinya di google secara online cara merakit salah satunya. Saya telah menggunakan sekrup timah alih-alih penggerak sabuk untuk meningkatkan daya dukung beban. Tutorial perakitan belum saya sertakan karena akan berubah sesuai dengan beban yang ingin dibawa. Bagi saya beban pada kecepatan maksimum sekitar 14Kg.

Pelat aktuator dibuat menggunakan lembaran frp, akrilik juga dapat digunakan. Rangka baja tahan karat dibangun untuk menopang lembaran frp.

Bingkai dayung

Bingkai dayung terbuat dari stainless steel. Stainless steel tahan air dan dengan demikian akan menahan korosi. Bagian persegi 2 x 2 cm digunakan untuk rangka dayung. Kerangka yang kokoh diperlukan karena banyak beban siklik akan bekerja pada dayung selama pembangkitan gelombang. Rangka baja tidak akan bengkok sehingga akan menghasilkan gelombang sinusoidal beraturan.

L-clamp khusus dibuat untuk menghubungkan pelat aktuator dengan pelat gantry pada sistem vslot.

Langkah 7: Manipulasi Karakteristik Gelombang

Tangki dapat menghasilkan tinggi gelombang yang berbeda sesuai dengan kebutuhan. Untuk menghasilkan tinggi gelombang yang berbeda RPM motor disesuaikan. Untuk mendapatkan tinggi gelombang besar RPM motor dinaikkan ini juga mengurangi panjang gelombang gelombang. Demikian pula untuk meningkatkan panjang gelombang RPM motor berkurang. RPM dapat disesuaikan dengan memilih opsi RPM khusus dari menu.

RPM Maksimum = 250

RPM minimal = 50

Di bawah ini adalah contoh ketinggian gelombang yang berbeda seperti yang dicatat oleh accelerometer. Gambar pertama adalah data yang direkam pada RPM tinggi sehingga diperoleh tinggi gelombang yang tinggi. Gambar kedua menunjukkan penurunan tinggi gelombang dan peningkatan panjang gelombang dari grafik yang merupakan data yang direkam oleh acceleromerter dan mewakili karakteristik gelombang sebenarnya dari gelombang yang dihasilkan.

Langkah 8: Koneksi dan Program Elektronik

Saat menyambungkan catu daya, berhati-hatilah dengan polaritas sambungan, sambungkan terminal positif ke positif dan negatif ke negatif. Buat sambungan untuk motor dan driver seperti yang ditunjukkan pada gambar. Setelah semua sambungan benar, sambungkan pin mikrokontroler (8, 9, 10, dan 11).) ke penggerak motor stepper. Hubungkan mikrokontroler ke PC dengan USB. Mulai Arduino IDE> Monitor serial.

Program ini termasuk dalam tutorial dan cukup jelas menggunakan switch case dan pernyataan if else untuk beroperasi. Sangat sederhana, seorang siswa sekolah menengah juga dapat memahaminya.

Berikut adalah tautan google drive ke programnya

Program kontrol Arduino

Langkah 9: Mengontrol Aktuator dengan Program Berbasis Menu

Setelah mikrokontroler terhubung dengan benar ke PC Anda akan menu serupa. Untuk memilih opsi cukup ketik nomor di sebelah opsi dan tekan enter

Contoh:-

Untuk memilih "Aktifkan pada frekuensi maksimum" ketik 1 dan tekan enter.

Untuk menghentikan tindakan ketik 0 dan tekan enter.

Pemberhentian darurat

Untuk menghentikan aktuator tekan nol “0” dan enter.

Untuk melakukan penghentian darurat, tekan reset pada mikrokontroler atau putuskan catu daya.

Langkah 10: Cara Mengoperasikan Tangki Gelombang

Tangki ini dibuat sebagai bagian dari proyek besar saya. Tangki telah diuji untuk menghasilkan gelombang reguler yang berbeda dalam kondisi laut hulu untuk model tongkang berskala. Pengujian flume gelombang berhasil. Biaya keseluruhan untuk pengembangan proyek ini adalah Rs. 81.000 (Delapan Puluh Satu Ribu Saja) dalam jangka waktu dua bulan.

Untuk pertanyaan silahkan komentar.

Juara Pertama dalam Lomba Air