Demo Tenaga Basikal (Bina): 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Tujuan Instructable ini adalah untuk membuat demonstrasi tenaga basikal interaktif untuk mencetuskan minat kanak-kanak dalam bidang kejuruteraan. Projek ini berfungsi seperti berikut, ketika anak mengayuh basikal dengan lebih cepat, dia dapat mengaktifkan lebih banyak lampu di papan paparan, akhirnya mengeja kata CITADEL dengan lampu LED biru. Ketika penunggang terus mengayuh lebih pantas, dia kemudian dapat mengaktifkan mata bulldog sebagai lampu LED merah. Lebar setiap pemasangan tidak pernah melebihi 30 inci untuk memastikan projek ini dapat masuk ke dalam kelas melalui pintu-pintu bersaiz standard apa pun. Papan paparan dibina di atas roda supaya mudah dibawa. Dengan semua bahan dan alat yang ada, projek ini akan memakan masa sekitar 6 hingga 10 hari untuk disiapkan dengan anggaran kos sekitar ~ $ 400 USD jika anda perlu membeli semua komponen perkakasan / elektrik dan juga basikal.

Alat yang Digunakan: Power drill, meja gergaji, jigsaw, drill press, sander, tape tape, Vice grip, socket wrench set, solder iron, wire crimping tool, 3D printer, pelbagai alat rumah tangga (tang, gunting, dll.)

Bahan yang Digunakan:

Piksel LED RGB Digitel Tipis 12mm (Strand of 25) (2)

Kipas GDSTIME 5V DC 50mm (2)

Arduino Uno

Pitch 5 mm (HTD), Tali Pinggang Tunggal selebar 15mm

Kent 20 "Boys Ambush Bicycle atau basikal 20" lain dengan pasak belakang

Heatsink Besar - Pakej Multiwatt (dari Sparkfun) (5)

Weathershield 2 "x4" x8 "Pressure Treated Lumber Everbilt 1-1 / 2" (4)

Papan lapis untuk Papan Paparan (mahu ringan tetapi agak tahan lama)

Papan Zarah untuk Surat

Dowel Kayu Persegi untuk Kaki Papan Paparan

Pek Nilai Pendakap Sudut (18564)

Pendakap sudut tugas berat Everbilt 2 (2 pek)

Skru Grip-Rite # 8 x 2 (Model # PTN2S1)

Motor Skuter Elektrik 24V 250W untuk skuter pemacu tali pinggang (Item # MOT-24250B)

WIR-110, Wayar Kabel Kuasa Hitam 16 Gauge (12 kaki)

WIR-110, Wayar Kabel Kuasa Merah 16 Gauge (12 kaki)

Kawat Tolok 16-20

Pengatur Voltan Linear LM338T / NOPB

Blok Terminal 5 Gang (2)

Papan Pateri

Perintang 1.0 Ohm (5)

Perintang 5.1 kOhm (2)

Perintang 150 Ohm

Perintang 100 kOhm

Kapasitor 2200 uF

Perintang 20 kOhm

Kapasitor 200 pF

Diod Zener 5V

2N2905 Transistor atau Setaraf

Potensiometer 1.5k

Op-amp LM308

Kit Kawat Jumper

Berus Cat / Cat

Langkah 1: Membina Pelatih

Mulakan dengan memotong kepingan kayu 2x4x8 menjadi dua papan 28 ", dua papan lagi pada 24", dan dua lagi pada 16 ". Anda akan memerlukan dua papan 2x4x8 untuk ini. Potong empat papan tambahan dengan sudut 45 darjah pada setiap hujungnya. Kedua-dua papan ini hendaklah sepanjang 10 ". Dengan menggunakan papan 16 ", gunakan jigsaw untuk memotong lekukan di papan yang berukuran 3" dalam dan lebar 1 3/4 ". Adalah berguna untuk mengesan dimensi ini sebelum anda memotongnya.

Ambil 2 dari papan 10 "dan pasangkannya ke salah satu papan 16". Berdiri papan 16 "ke kanan dan bersandar papan 10" di setiap sisi 16 "sehingga rata dengan papan dan lantai. Gunakan skru untuk mengikat 3 papan bersama-sama. Ulangi proses ini untuk baki 16" dan dua papan 10 ".

Tandakan pusat 12 "tanda kedua-dua papan 24" dan tengah papan 16 ". Gariskan dua tanda bersama sehingga papan 16" tegak dan siram dengan papan 24 "diletakkan di sisinya. Bor 2 skru ke dalam papan 16 "ke 24" dan 2 lagi untuk setiap papan 10 "ke papan 24". Ulangi proses ini dengan papan 24 "dan papan 16" yang lain dengan papan 10 "terpasang.

Seterusnya, tandakan bahagian tengah papan pada setiap papan 28 ". Buat tanda lain 4" di setiap sisi tanda 14 ". Harus ada 8" di antara 2 tanda ini. Gariskan papan 24 "pada tanda ini dengan bahagian dalam papan pada tanda. Bor 2 skru ke masing-masing untuk mengikat 3 papan bersama-sama. Ulangi ini dengan papan 28" yang lain sehingga semua bersambung.

Langkah 2: Membangun / Memasang Motor Tensioner

Menjana cara yang sesuai untuk menegangkan tali pinggang adalah sesuatu yang sukar ditangani oleh pasukan. Kami melalui beberapa idea yang berbeza sebelum menemui apa yang dilihat di atas. Rel geser logam sememangnya sesuai tetapi kerana anggaran yang rendah, pasukan harus mendapatkan rel kayu pergeseran.

Mulakan dengan membuat angka berbentuk L menggunakan blok 2 "x4". Bahagian bawah L yang akan dilekatkannya harus panjang lebih kurang 8 ". Bahagian atas lebih tinggi sekitar 6". Potong blok 2 "x4" yang lain untuk pelekap motor. Pasukan itu menggunakan tiang kayu segiempat kecil yang kami dapati untuk membuat sistem rel. Rel bawah dilayari oleh dua rel yang dipasang ke bahagian bawah blok motor. Kuncinya di sini adalah menggunakan kayu yang cukup tahan lama untuk tidak terbelah ketika disisipkan ke 2 "x4" s. Pasukan menggunakan mesin gerudi untuk mengebor lubang sepanjang blok 2 "x4" yang dipasang pada motor. Lubang lain digerudi melalui bahagian atas L. Baut panjang dijalankan sepanjang sistem. Pastikan menggunakan mesin basuh besar di kedua-dua hujungnya untuk mengagihkan beban. Perhimpunan terakhir dipasang ke pelatih menggunakan kurungan L. Sebatang kayu kecil disisipkan di antara rel dan pelatih untuk mengelakkan kecenderungan sistem membungkuk ketika berada dalam keadaan tegang tinggi. Ada baiknya jika seseorang memegang pemasangan di tempat ketika memasangnya ke pelatih untuk memastikan keselarasan yang betul dengan tayar belakang.

Langkah 3: Tanggalkan Tayar Belakang Dari Basikal dan Pasangkan Pas Belakang

Untuk mengeluarkan tayar belakang dari basikal, letakkan tayar terlebih dahulu. Seterusnya lepaskan mur yang menahan galas di tempat untuk roda belakang. Putuskan rantai dari gear belakang. Sekiranya basikal mempunyai brek belakang, mungkin perlu melepaskan bantalan brek belakang. Setelah roda dan tayar mati sepenuhnya, gunakan palang lentur untuk meregangkan tayar di sisi roda. Sambil mengekalkan palang lorong antara roda dan tayar, minta seseorang memutar roda untuk perlahan-lahan melepaskan tayar. Setelah selesai, ikuti langkah-langkah dalam urutan terbalik untuk memasang semula roda pada basikal. Pastikan meletakkan tali pinggang di sekitar roda sebelum memasang semula. Untuk memasang pasak, geserkannya ke gandar belakang sebelum memasang semula mur pengikat.

Langkah 4: Membina Litar

Litar yang dilihat dalam skema diperoleh dari pautan yang disediakan:

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

Litar yang kami bina mempunyai dua fungsi. Yang pertama adalah mengatur input voltan DC berubah dari motor ke output DC 5V tetap yang digunakan untuk menyalakan lampu. Yang kedua adalah menggunakan pembahagi voltan untuk mengurangkan output voltan dari motor menjadi antara 0 dan 5 volt. Output ini kemudian dimasukkan ke port input analog Arduino Uno yang mempunyai had 5V. Arduino Uno dikodkan untuk mengaktifkan lampu tertentu pada voltan tertentu. Kod ini disediakan di bawah.

Litar yang ditunjukkan dalam skema di atas digunakan untuk mengedarkan arus secara merata antara 5 pengatur voltan linier (lm338). Pengatur ini tidak boleh diletakkan secara selari untuk mengagihkan beban kerana perbezaan komponen dalamannya menyebabkan output yang sedikit berbeza dari masing-masing. Pengatur linier yang memberikan output tertinggi akhirnya mengambil keseluruhan beban. Menggunakan litar di atas menstabilkan output dan mengagihkan beban secara merata. Lampu menarik arus maksimum sekitar 1.5A yang dikonfigurasi menggunakan warna yang dipilih (48 biru 2 merah). Pengekodan lampu menjadi putih akan menghasilkan arus maksimum yang dilukis (3A). Voltan diatur turun dari maksimum 28V hingga 5V. Ini adalah perbezaan 23V. 23V x 1.5A = 34.5W kuasa yang mesti dilupuskan sebagai haba. Inilah sebabnya mengapa pengagihan beban antara pengatur sangat penting bagi pasukan. Sekiranya satu pengatur mengambil semua beban, ia akan melebihi suhu operasi maksimumnya.

Pertama, bina litar di papan roti tanpa pateri. Kapasitor yang agak besar (kami menggunakan 2200 uF) perlu diletakkan di seluruh output motor untuk mengurangkan kebisingannya. Ini membersihkan input yang diterima oleh Arduino dan menjadikan paparan cahaya lebih konsisten (lampu tidak berkedip tidak menentu). Walau bagaimanapun, jika anda ingin membuat mesin penyitaan, simpan $ 2 dan kosongkan kapasitor. Seterusnya, masukkan litar pembahagi voltan. Jalankan wayar pelompat dari pembahagi voltan ke input analog Arduino Uno A0. Jauhkan Arduino ke tanah juga. Lihat gambar yang dilampirkan. Maklumat lebih lanjut untuk memasang lampu boleh didapati di pautan di bawah:

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

Langkah 5: Menguji Litar

Peralatan yang dilihat di bangku makmal di atas berguna tetapi tidak diperlukan untuk menguji litar. Walau bagaimanapun, anda memerlukan beberapa cara untuk memutar poros keluaran motor DC. Sebaiknya, kita hanya menggunakan basikal tetapi kerana masih dalam surat, kita harus mencari jalan penyelesaian alternatif. Pastikan anda membalikkan kekutuban motor (wayar tanah (hitam) menjadi panas dan panas (merah) wayar menjadi tanah). Setelah semuanya terpasang, sesuaikan potensiometer dalam litar sehingga anda mendapat voltan keluaran 5V. Mana-mana voltmeter standard boleh digunakan untuk ini. Litar perlu berada di bawah beban yang besar untuk menyesuaikan output voltan dengan betul. Perisian komputer Arduino perlu dimuat turun untuk menjalankan kod pengawal mikro. Perpustakaan FastLED juga perlu dipasang. Setelah perisian dimuat turun dan anda memuat naik kod ke Arduino, pergi ke monitor bersiri di sudut kanan atas dan anda akan dapat melihat input voltan yang diterima oleh Arduino Uno. Lakukan penyesuaian untuk mengembunkan litar ke bawah sejauh mungkin jika perlu dan uji lagi. Pastikan semua komponen berfungsi dengan baik sebelum bergerak ke hadapan.

Langkah 6: Selesaikan Litar

Dalam gambar di atas, anda mungkin melihat bahawa terdapat dua papan litar yang dibina. Pada asalnya, pasukan itu merancang untuk menggunakan pengatur voltan linier 10 lm338 tetapi setelah ujian lanjut, ditentukan satu litar dengan 5 adalah besar. Namun, papan kami akhirnya tidak perlu berisi pembahagi voltan, oleh itu ia masih digunakan.

Kerana pilihan peribadi, pasukan memutuskan untuk memasukkan pengatur linier ke papan litar. Ini membolehkan kami memasangkannya sedikit lebih bebas dan lebih baik menyokong pendingin besar. Pateri semua komponen dari prototaip anda ke papan pemateri baru anda. Kami menggunakan papan permaproto sehingga rangkaian akan menjadi replika tepat ketika memindahkannya dari papan roti tanpa pateri. Dua blok terminal 5 geng digunakan untuk membuat pemutusan cepat dari motor dan lampu.

Langkah 7: Bina Papan Paparan

Papan paparan dibina dalam beberapa langkah.

1) Papan paparan terdiri daripada papan dan pelekap. Paparan dibina dari kayu tipis dan dipasang ke dudukan yang berukuran 57 1/2 inci dengan 5 kaki. Dudukan disokong oleh balok keratan rentas yang memanjang pada 45 derajat. sudut dari kaki belakang ke pendirian menegak. Ini dibina menggunakan kayu dan skru. Setelah selesai papan dan dudukan, empat roda digerudi di dudukan di setiap sudut masing-masing

2) Paparan huruf (C-I-T-A-D-E-L) dibina secara berasingan dari paparan dan pemasangan. Huruf-huruf itu pertama kali dilukis dan kemudian dipotong dari jubin papan partikel yang berukuran 8 in x 12 in. Huruf-huruf itu berukuran 10 hingga tinggi, dengan lebar yang berbeza-beza. Surat-surat itu dipotong dengan gergaji untuk bahagian luar dan jigsaw untuk bahagian dalam huruf.

3) Setelah surat dipotong, mereka dilekatkan pada papan dengan paku cair. Ini memastikan surat-surat itu dilekatkan di papan tulis. Seterusnya, lubang digerudi dengan huruf menggunakan bit 12 '. Ini akan memastikan Lampu akan dipaparkan.

4) Seterusnya, paparan dicat putih dan huruf (C-I-T-A-D-E-L) dicat biru bayi. Trim biru kemudian ditambahkan ke bingkai papan.

5) Huruf (T-H-E) dicat ke papan semuanya dengan tinggi 4 dengan lebar yang berbeza-beza.

6) Bulldog di bahagian bawah papan dicat ke papan menggunakan campuran cat akrilik. Lubang digerudi melalui mata dengan bit 12mm agar sesuai dengan lampu.

7) Akhirnya, lampu diletakkan di papan dan papan paparan sudah lengkap.