Симулятор огнетушителя: 7 шагов (с картинками)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Симулятор был создан, потому что я наблюдал, как компания потратила довольно много денег на обучение пользователей огнетушителям. Я отметил, что обучение должно было проводиться на улице, чтобы рассеять выбросы CO2 (погодные условия), и что повторная заправка огнетушителей каждый год обходится дорого. Я подумал, что должен быть способ сэкономить эти деньги и не полагаться на хорошую погоду для достижения этой цели. Хотя есть несколько коммерчески доступных продуктов, так как я провожу семинары по микропроцессорам Arduino в моем местном производственном пространстве, почему бы не найти способ использовать эти знания и, возможно, некоторую ЧПУ и 3D-печать, чтобы что-то сделать?

Демонстрация симулятора огнетушителя

Простой обзор состоит в том, что здесь используется настоящий (пустой) огнетушитель с фонариком вместо конуса на конце шланга. Фонарик будет попадать в фотоэлементы при моделировании «пожара» из ПВХ, и один раз пройдя по каждому датчику три (3) раза, зуммер и мигание светодиода укажут на завершенное усилие. Пользователь / обучаемый должен смоделировать реальное использование, вынув английскую булавку, закрыв ручку и проведя фонариком у основания имитируемого огня.

Шаг 1: программа Arduino

Этому коду должно быть довольно легко следовать. Я начинаю с объявления переменных, которые я использовал для подсчета «световых ударов»; переменные для измерения смещения света - или относительной освещенности вокруг пламени. По мере добавления счетчика я проверяю, достигает ли счетчик моего порогового числа (12), а затем отправляю вас в функцию, которая будет звонить зуммером и зажигать светодиод.

Я прокомментировал код, а также добавил несколько «Serial.print» и «Serial.println», чтобы помочь вам отладить с помощью последовательного монитора.

Шаг 2: Модификации огнетушителя

Моей первой мыслью было использовать лазерную указку, но я решил, что для этого я воспользуюсь очень ярким фонариком и фотоэлементами, так что вы получите больший образец света, который попадает на фотоэлементы.

Вы можете использовать альтернативный предмет вместо настоящего огнетушителя и построить его с нуля, но я хотел, чтобы это выглядело достаточно реалистично.

Я заявил о своих усилиях, получив устаревший огнетушитель от нашей службы безопасности. Мы убедились, что он пустой, не делайте эту работу с полностью заряженным устройством!

Я снял выходную трубку устройства, а затем осмотрел ручки и предохранительный штифт, затем выяснил, где я могу вставить выключатель.

Эта часть усилий требовала высверливания секции клапана, чтобы пропустить проводку. Вы можете обвести эту область проводом, но я чувствовал, что провода легче порвать во время использования, если вы пойдете этим маршрутом. Я хотел сделать продукт, который прослужит несколько лет.

Я смог использовать два сверла разного размера, чтобы просверлить отверстие от передней части клапана к задней, достаточно, чтобы пропустить через него два небольших провода. Сделайте их достаточно длинными, чтобы пройти от конца клапана через трубку до фонарика по вашему выбору. Я оставил свой на очень долгое время, пока не узнал, что у меня достаточно, чтобы дотянуться до конца фонаря, а на другом конце достаточно провисания, чтобы удобно дотянуться до переключателя, который мы установим под верхней ручкой. На конкретном устройстве, которое мне предоставили, было идеальное место для установки держателя переключателя. Поэтому я воспользовался бесплатным инструментом проектирования под названием TinkerCad и создал держатель переключателя, который вставлялся в заднюю часть огнетушителя, а затем я мог просверлить отверстие, чтобы установить переключатель роликового типа. Я включил изображение и файл STL созданного мной модуля.

Имейте в виду, если вы разрабатываете один, убедитесь, что после того, как крепление и переключатель находятся на месте, вы хотите убедиться, что переключатель и крепление не останавливают сжатие ручки, иначе это не будет ощущаться как настоящая, когда вы нажимаете на ручку для выпуска CO2. Я смог получить полное движение для лучшего ощущения симуляции.

Я использовал микровыключатель с роликом на нем, я думаю, он прослужит дольше и обеспечит больший срок службы, чем просто версия с рычажным переключателем.

Я выложил переключатель и прижал его к своему 3D-принту, затем просверлил два монтажных отверстия. Вы также можете изменить файл.stl, чтобы распечатать это крепление с отверстиями в нем.

Затем я измерил радиус наконечника огнетушителя. Некоторые огнетушители могут иметь конус вместо маленького наконечника. У меня была подсказка. Затем я измерил заднюю часть фонарика, чтобы определить его радиус. Я вернулся в TinkerCad и создал дизайн, который связывает фонарик и кончик огнетушителя и упрощает обслуживание.

Для этого я прикрепил STL, вы просто распечатываете два, чтобы сделать зажим. Фонарик прибыл из Харбор Фрейт.

Затем я снял заднюю крышку, закрывающую батареи фонарика, и вырезал кнопку. Я распечатал вилку, чтобы заполнить это пространство, и прикрепил проводку к батарее и корпусу. На заглушке было напечатано отверстие, так что я мог вставить винт 4-40 через отверстие. Головка винта контактирует с клеммой аккумулятора, когда вы снова прикручиваете основание, а затем я припаял другой конец и зажал двумя гайками 4-40, чтобы замкнуть цепь до переключателя в ручке. Другой провод прикреплен к боковой стороне корпуса фонарика, чтобы замкнуть цепь. Теперь вы можете проверить, сжав ручку и замкнув переключатель, ваш фонарик включится, чтобы проверить работу.

Шаг 3: Система

По этой схеме довольно легко следовать. Я включил свою диаграмму Фритцинга для облегчения дальнейшего изучения. Если вы не используете Fritzing, я настоятельно рекомендую этот бесплатный инструмент, поскольку он упрощает документирование, а если вы хотите создать настоящую печатную плату, он может сгенерировать нужные файлы для отправки в эту службу.

Теория работы этого устройства заключается в том, что у нас есть четыре (4) фотоэлемента, распределенных в нижней части моделируемого пожара. Фотоэлементы получают постоянное количество фонового света, которое регистрируется каждый раз, когда фотоэлемент опрашивается Arduino. За имитируемым огнем находится фотоэлемент "смещения". Это используется для улавливания окружающего света в области вокруг симулятора. Затем это используется при программировании, чтобы убедиться, что посторонний свет не влияет на фотоэлементы. Когда вы перемещаете фонарик с одного фотоэлемента на другой, регистрируйте свет более высокой интенсивности. каждый фотоэлемент должен быть "поражен" три раза, прежде чем это будет считаться хорошим "разворотом" огня. Этот подсчет выполняется программой Arduino. По достижении трех отсчетов для каждого фотоэлемента раздастся зуммер и замигает светодиодный индикатор башни, показывая, что оператор выполнил задачу. Программное обеспечение сбрасывает все счетчики на ноль, чтобы начать снова.

Шаг 4: Электронная схема

Я использовал стандартный макет для сборки и тестирования схемы. Затем я использовал макетную плату под пайку для переноса проводки. Вам необходимо убедиться, что все ваши земли подключены к общему месту. Я управляю зуммером, светодиодом и платой UNO от 12 вольт, чтобы упростить схему. Он также мог работать от батареи, но я использовал старый блок питания для ноутбука. Вот макет схемы. Большая часть работы выполняется в программном коде.

Все фотоэлементы подключаются к шине +5, а затем заземляются через резистор. Они подключаются к точке соединения между ножкой фотоэлемента и резистором и возвращаются к аналоговым входам на Arduino.

Реле настроено на питание от вывода Arduino и подает 12 вольт на светодиодный индикатор и зуммер, когда логика программы обнаруживает, что каждый фотоэлемент был "поражен" светом три раза. Это переменная, которую вы можете изменить, если хотите, чтобы огнетушитель проходил меньше или больше проходов.

Я включил файл Fritizing, чтобы вы могли просмотреть всю проводку и соединения на макетной плате.