Анемометр от двигателя CDROM и пластиковых половинок пасхального яйца: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

Анемометр от мотора CDROM и пластмассовые половинки пасхального яйца У меня есть желание построить один или два небольших ветрогенератора для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Чтобы проверить, достаточно ли у меня ветра, я сделал анемометр (прибор для измерения ветра) из обрывков и хлама. (Это мне ничего не стоило, кроме материалов, которые у меня были под рукой). Я только что завершил калибровку и установил один, который я построил, используя ЭТО https://www.instructables.com/id/Easter-Egg-Anemometer-Wind-Speed-Meter/ в качестве вдохновение. Необходимые материалы: 1 старый (желательно мертвый) компакт-диск от компьютера (источник для двигателя) 3 пластиковые половинки пасхального яйца, круглые, 3 палочки для мороженого или ремесленные палочки, 1 очень маленький поплавок для рыбалки, 2 части эпоксидной смолы, от 16 до 18 дюймов от 3/4 дюйма. 40 труба из ПВХ 1 колено из ПВХ, резьба 1/2 X 3/4 (клей) 1 заглушка трубы из ПВХ 1/2 (скользящая) 1 изгиб из ПВХ, 3/4 X 3/4 скользящая муфта (опционально) 1 ПВХ 1/2 дюйма патрубок дюймовой ниппель; Один конец с резьбой длиной не менее 3 дюймов подойдет 1 полудюймовой скользящей муфте из ПВХ.1 Нейлоновый винт / болт (я использовал болт с крупной резьбой 1 / 4-20, размер не является обязательным) 2 фута минимум 18 ga zip-шнур 2 # 6 машина винты и 6 гаек # 6; 4 проушины для обжимных колец, которые подходят для провода 18 Ga и винты # 6. Диэлектрическая смазка; 6x6 дюймов, обрезок фанеры 3/4 или 1/2; 2 U-образных болта для установки трубы из ПВХ 3/4 (и гайки). и шайбы) 2 U-образных болта для крепления монтажной трубы мачты (а также гайки и шайбы) Моя монтажная труба была вентиляционным отверстием на моей крыше… Телефонный провод или кабель CAT5 / 6 (длина зависит от места установки) Краска (необязательно) грунтовка, в любой цвет (а), который вы выбрали для его окраски. Маленький дешевый аналоговый VOM (тип корзины) со шкалой для показаний 50 мА (для других двигателей может потребоваться другая шкала, но двигатель, который я использовал, отлично работает со шкалой 50 мА) Необходимые инструменты: Ножовка по металлу. Точная пила с обратной стороны. (зазорное отверстие fo r фанера, чтобы очистить U-образные болты) Прилавок для удаления заусенцев с отверстий (опция) Центральный квадрат 30/60 треугольник3 небольшие зажимы или зажимы сварочных тисков. (Или их комбинация) Инструменты для смешивания эпоксидной смолы (бумажные стаканчики Дикси и палочки для рукоделия работают хорошо) Наждачная бумага (ленточная шлифовальная машина - это хорошо, но я довольно часто использовал свою) Резаки для проволоки заподлицо 4 фунта крышка банки с арахисовым маслом (используется как приспособление для склеивания) Инструмент для зачистки проводов Маска TapeDigital VOM (для тестирования) Обязательное предупреждение: в этом проекте я использовал несколько электроинструментов. Строго говоря, ни один из них не является абсолютно необходимым, но если вы решили это сделать, вы делаете это на свой страх и риск.

Шаг 1: Шаг 1 - Получение двигателей (генераторов)

Разобрать CDROM не так уж и плохо, и вы обнаружите, что в одном из этих парней есть 3 двигателя. Один для лотка для входа и выхода, один для вращения компакт-диска и один для перемещения лазера вперед и назад. Все они имели разный форм-фактор, все можно было использовать (имеется в виду генерируемый ток при вращении), и два выглядели подходящими для анемометра, так как у них была хорошая ступица шестерни на валу.

Мне понравился двигатель лотка, так как он идеально подходит для трубы из ПВХ диаметром 1/2 дюйма, после того как труба была слегка просверлена с помощью сверла 5/8 дюйма. Я хотел защитить двигатель от непогоды или, по крайней мере, от дождя. Конечно, есть много способов сделать это. У мотора была небольшая пластиковая зубчатая передача со скошенной кромкой, с фланцем, в котором были прорези (вероятно, для бит управления двигателем &), и это обеспечивало хорошее место для эпоксидной смолы, к которой можно было приклеить ручки от мороженого. После того, как вы выбрали двигатель, убедитесь, что он будет генерировать ток, используя ваш цифровой VOM (или аналоговый VOM Cheap ass), измерьте вольты или миллиамперы, это не имеет значения на данном этапе, просто убедитесь, что он действительно что-то генерирует. (Вы же не хотите заканчивать и обнаруживать, что двигатель был DOA) Если это так, у вас есть миниатюрный генератор!

Шаг 2: Шаг 2 - Изготовление крепления для двигателя

Установка двигателя в основном описана выше, я отрезал часть ниппеля от сломанного стояка спринклера, который у меня был после ремонта спринклера (черт возьми, скейтборд, нацисты…), на одном конце все еще была хорошая резьба, и я обрезал его примерно до 3 дюймов в длину (не критично вообще). Просверлите ниппель 1/2 дюйма из ПВХ на одном конце (при необходимости) с помощью сверла 5/8 дюйма, это позволило моему мотору аккуратно проскользнуть.

Мне все еще не нравились погодные условия, которые испытывал двигатель, поэтому с помощью ножовки я разрезал муфту 1/2 пополам и, используя самую большую зенковку, которую у меня есть, снял фаску на внутренней кромке среза, чтобы вода стекала с внешнего края, и с помощью ленточной шлифовальной машины, зажатой в тисках вверх дном, скошил верхний край, чтобы он не удерживал капли воды. Затем соединитель был нанесен эпоксидной смолой на обрезанный конец ниппеля. Это можно сделать с помощью ПВХ-цемента, но эпоксидная смола оставляет хороший валик, и его можно разгладить. Затем я (со снятым двигателем) просверлил трубу и заклеил ее лентой с метчиком 1 / 4-20, чтобы нейлоновый болт ударил в двигатель и удерживал его. Идея состоит в том, что двигатель будет установлен лицевой стороной вниз, чтобы на него не собирался дождь. внутри, и вода будет стекать с корпуса. Можно также разрезать и приклеить тонкий пластиковый лист, чтобы он действовал как щит, но я пока этого не сделал. Вырежьте тонкий лист по внутреннему диаметру капельной кромки муфты, пробейте небольшое отверстие в центре, которое будет очищать вал двигателя, прорежьте ножницами снаружи до центрального отверстия (разрез необходим, так как шестерни должны оставаться на месте) я нашел) и наденьте это кольцо на вал двигателя, затем приклейте его с помощью RTV к муфте. Это оставляет очень мало места для проникновения влаги или насекомых внутрь, и по-прежнему не является решением проблемы перетаскивания. Хорошо, теперь корпус двигателя в сборе готов к сборке, отложите его в сторону.

Шаг 3: Шаг 3. Чашки и ручки

Я взял кусачки заподлицо и обрезал ступенчатую кромку чашек для пасхальных яиц. Вероятность того, что вам это понадобится, составляет 50/50… Затем я использовал ленточную шлифовальную машину в тисках, чтобы даже тщательно отшлифовать их. Вы можете удалить этот шаг с помощью только ленточной шлифовальной машины, но сначала обрезка выполняется быстрее.

3 палочки для эскимо / поделок (теперь они называются «руками вперед») я отшлифовал гладко и скошил оба длинных края; обе стороны, чтобы минимизировать сопротивление ветра. Опять же, это было сделано на ленточной шлифовальной машине. Я сделал надрез на скорлупе пасхальных яиц с одной стороны, чтобы она соответствовала рукояткам, с помощью пилы Exacto Back. Снова используя обратную пилу Exacto, я разрезал ручки на одном конце, чтобы они соответствовали неглубокой кривой чашек для яиц, оставив выступ немного длиннее стенки чашки (см. Фото) напротив выемки для рычага на чашках. Я просверлил небольшое отверстие, чтобы спаривайтесь с выступом на руках. Это обеспечивает механическую блокировку, поэтому чашка не полностью зависит от эпоксидной смолы. Перед тем, как приклеить рычаги к чашкам эпоксидной смолой, я сделал надрез на противоположном конце рычага, чтобы он соответствовал ступице шестерни двигателя. (Перейдите к следующему шагу, чтобы увидеть, как рычаги выровнены со ступицей двигателя, поскольку может также потребоваться обрезать рычаги, чтобы они не касались друг друга в ступице. Лучше всего это сделать до сверления отверстия с зазором в банке с арахисовым маслом. Когда все было готово, рычаги плотно прилегали к чашкам, и я нанес эпоксидную смолу на все шесть (на каждое плечо) поверхности стыков, оставив небольшой радиус эпоксидной смолы, заполняющей стыки. Небольшой мазок был помещен в отверстие, чтобы закрыть его. Все узлы чашки рычага были загрунтованы и окрашены, за исключением тех мест, где они могли попасть эпоксидной смолой на ступицу и фланец двигателя. (Я не верю в эпоксидное покрытие структурных швов поверх краски). Я считаю важным покрасить / запечатать деревянные рычаги, чтобы они не деформировались.

Шаг 4: Шаг 4 Соберите рычаги и чашки на ступицу двигателя

Вот тут-то и пригодится крышка от банки с арахисовым маслом весом 4 фунта. (Возможно, вы захотите сделать это при изготовлении рычагов, особенно для того, чтобы они плотно прилегали к ступице и друг другу). Я использовал центральный квадрат, чтобы найти центр верхней части крышки. Я также обозначил одну линию поперек, чтобы использовать ее в качестве базовой линии. Используя треугольник 30/60, я аккуратно разметил линии под углом 120 градусов друг к другу (360/3 = 120). Затем я наметил параллельные линии этим трем линиям, чтобы я мог видеть, как прижать рычаги к крышке на требуемом расстоянии 120 градусов. Перед склеиванием, но после того, как разложите руки и сделайте их, вам нужно просверлить отверстие хорошего размера в центр крышки. Это позволяет приклеивать руки, не приклеивая ничего к крышке (см. Рис.). Зажмите рычаги на отмеченных линиях (на самом деле, чтобы склеить малярную ленту, я использовал зажим и тиски, когда обрезал концы рычагов) и выровняйте по ступице двигателя. ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОЛУЧИТЕ ВСЕ ЧАШКИ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ ВРАЩЕНИЕМ! Убедившись, что все в порядке, выньте двигатель, нанесите эпоксидную смолу на поверхности рычага, которые будут контактировать со ступицей, а на ступицу, куда будут идти рычаги, поместите двигатель / ступица обратно на рычаги. Я добавил эпоксидную смолу на заднюю сторону ступицы, чтобы она полностью пропитала крошечные отверстия в ступице. Это необходимо для того, чтобы рычаги и ступица оставались вместе. Помните, что этой вещи придется время от времени выдерживать сильный ветер / стресс. (Я оцениваю до 1867 об / мин при скорости ветра около 50 миль в час, при условии отсутствия потерь на трение) Дайте высохнуть в течение ночи. Чтобы покрыть ступицу (совершенно ненужно, я просто хотел, чтобы она выглядела чище), я разобрал красно-белый поплавок и, используя настройку ленточной шлифовальной машины, отшлифовал одну сторону (ту, с большим отверстием) до тех пор, пока она не войдет в приклеенный ступичное соединение. Затем я заткнул оставшиеся маленькие дырочки (эпоксидной смолой) и покрасил. Затем он был покрыт эпоксидной смолой; Я повернул чашку / рычаги и отрегулировал до тех пор, пока не убедился, что крышка находится по центру, и дал ей высохнуть. Последний шаг перед окончательной сборкой - прикрепить достаточное количество 18 ga. Застежка-молния для замены слишком слабых проводов на двигателе (оба упали только при обращении с ним), довольно простая и очень быстрая пайка.

Шаг 5: Шаг 5 Полуфинальная сборка корпуса двигателя на опорной конструкции

Я использовал эпоксидную смолу вместо ПВХ-цемента, чтобы приклеить колено к отрезку трубы 3/4 дюйма, а затем прикрутил корпус двигателя к резьбовой части колена. Изначально я планировал установить 3/4 ПВХ на вертикальную мачту, но если вы используете другой скользящий отвод 3/4 x 3/4, вы также можете использовать дополнительную трубу из ПВХ 3/4 для изготовления стояка. (20-20 ретроспективно…) В любом случае, вам нужно закрыть трубу в сборе, но перед этим просверлите два отверстия 1/8 в крышке, чтобы вы могли использовать крепежные винты для изготовления контактных шпилек для подключения проводки.

Перед тем, как пойти дальше и наклеить заглушку, я покрасил большую часть сборки трубы (за исключением конца, на котором идет заглушка), используя как грунтовку, так и краску. Если вы пропустите этот шаг, ПВХ испортится на солнце. Как только краска высохнет, пропустите провод двигателя через трубу (это может быть сложно, если у вас есть дополнительная мачта, поэтому вставьте проволочный провод внутри, когда вы ее собираете) и обожмите наконечники. Так как это будет снаружи, и коррозия является фактором, смажьте провод диэлектрической смазкой перед обжимом и нанесите покрытие на наконечники, прежде чем закручивать наконечники внутри колпачка. Сдвиньте гайку снаружи (надежно зафиксировав их) и оставьте винты достаточно длинными, чтобы вы могли надеть наконечники для проводов и гайки снаружи. Закройте наконечники разъемов маской и завершите покраску закрытой трубы.

Шаг 6: Шаг 6 Калибровка

Я провел тест, чтобы увидеть, какое сопротивление я могу измерить в ожидаемых 30-40 футах телефонного провода, и проверил его, измерив падение напряжения на батарее AA на этом расстоянии. Было меньше одной 1/1000 вольта, так что меня это не особо беспокоит.

Я установил свой законченный анемометр, приклеил скотчем к металлической трубе и временно подключил провод к дешевому аналоговому VOM. Я пробовал разные шкалы и даже шкалы напряжения постоянного тока, но шкала 50 мА работала лучше всего. После того, как мы прошли предварительные испытания, чтобы увидеть, как его использовать (в машине, когда он свешивается из окна пассажира; не ударяйте ни во что, когда вы двигаетесь, это может быть катастрофой как для вас, так и для всего, что вы ударите), я ждал утро было совершенно спокойным. Я также узнал, что нам нужно найти улицу без деревьев, домов или других препятствий поблизости. При скорости более 10-20 миль в час прохождение даже переулка вызывает всплеск, я думаю, из-за фронтальной волны автомобиля и неподвижных объектов, отражающих ее назад. Как только у нас было все это (а также отсутствие движения, другие автомобили могут повлиять на эту вещь, это РЕАЛЬНО чувствительно), мы протестировали на скорости 10 миль в час (нужно было оценить 5 миль на галлон) 20, 30 40 и даже 50 миль в час. Затем мы дважды проверили это. Я ранее вырезал белую этикетку, чтобы видеть дугу отражающей шкалы, и сделал отметку для каждой тестовой скорости. Я обнаружил, что для 20, 30, 40 и 50 миль в час шкала метров 0-50 точно соответствует (YMMV), и что 5 и 10 миль в час не соответствуют ни одному стандартному шагу. Шкала постоянна от 20 до 50 миль в час, на 5 и 10 миль в час метки читаются по-разному, вероятно, из-за низкой эффективности вращения падает. (На более низких скоростях он почти не вращается …)

Шаг 7: Шаг 7 Установка наверх

Поскольку я живу в пригороде, с другими домами, деревьями (я посадил много больших двадцать лет назад &) и моим двухэтажным домом, у меня не было много хороших вариантов. В идеале можно было бы использовать столб, который выше, чем дом или окружающие деревья. Я встал на вентиляционную трубу (временно, кровавая штука - пластик, который я обнаружил), и провел телефонным проводом до офиса жены. Сняли заднюю крышку аналогового ВОМ и просверлили два отверстия; один поменьше над большим, чуть больше головки маленького гвоздя, на который я его повесил. (Мне пришлось сделать это дважды, первое отверстие было точно там, где была задняя часть счетчика…) И он отлично работает! Вот небольшое видео анемометра в действии, когда ветер еле движется (0-5 миль в час)). Мой план на будущее состоит в том, чтобы поставить его на отдельном столбе и выше, чем деревья вокруг моего дома. Я также собираюсь посмотреть, загорится ли он маленьким красным светодиодом с использованием технологии Joule Thief (я серьезно сомневаюсь, что напряжение достаточно высоко, чтобы стрелять без него), чтобы использовать его в качестве сигнала сильного ветра. Было бы здорово, если бы это произошло на скорости около 30 миль в час (Обычно мы получаем довольно слабый ветер, отсюда и мой интерес к ветрогенератору).