In dit project bouwen we een kleine, verticale assen windturbine of VAWT voor korte. Deze zijn niet zo efficiënt als hun neven horizontale-as, maar ze zijn beter geschikt voor stedelijke omgevingen waar de wind vanuit alle andere richtingen kan komen.

Normaal gesproken, als je elektriciteit aan een motor geven, draait het. Hetzelfde geldt in omgekeerde richting: als je een motor een spin, het fungeert als een generator en leidt tot elektriciteit. De wind lantaarn gebruikt energie van de wind om te zetten van een motor en de resulterende energie aan het licht van sommige lichtemitterende diodes (LED's) binnen de base. De wind lantaarn zal deze elektriciteit gebruik te maken van een trillende, gloeiende indicator van de wind.

LEDs, net als elke andere dioden, toestaan huidige doorheen kan stromen ze in slechts één richting. Bipolaire stappenmotoren hebben twee draad spoelen. De uitdaging hier is het ontwerpen van een circuit dat energie die wordt opgewekt in elke spoel door middel van een LED in de juiste richting, maakt niet uit welke kant de wind lantaarn draait regisseert. Om dit te doen, we zullen het bouwen van een gelijkrichter circuit voor een bipolaire stappenmotoren.

Hulpmiddelen

• Slijpen tool, zoals McMaster 4289A35en/of een afgeronde bestand
• Beugelzaag, McMaster 4077A1
• Hex sleutels, McMaster 7324A18

• Stappenmotor, SparkFun ROB-09238
• Afgescheiden mannelijke headers
• Solderless breadboard
• Jumper draden
• Diodes(8), SparkFun COM-08589
• LED
• Condensator, 1000 μF
• Acrylplaat, 1/4", ~ 15 × 30 inch

• Aluminium flashing, 10 in x 2 ft
• Kragen, McMaster Shaft 57485K 65,5 mm boring met stelschroef
• As collars(7), McMaster 6166K 251/2 in vervelen met stelschroeven
• Aluminium buis, McMaster 1658T451/2 in buitendiameter - 18 lengte
• Flens mouw bearing(2), McMaster 2938T121/2" as diameter
• Rekening houdend met de assemblage van de kooi, McMaster 5909K stuwkracht 31voor 1/2 in as diameter met twee bijpassende ringen (McMaster 5909 K 44)
• Schroefdraad standoffs(3), McMaster 92230A3504 in de lengte, 1/4-20 schroef groot
• GLB screws(6), McMaster 92230A350socket hoofd, 1/4 in -20 draad, 3/4 lengte
• Vergrendelen van washer(6), McMaster 92146A029voor 1/4 in de grootte van de schroef
• Vlakke washer(6), McMaster 92141A029voor 1/4 in de grootte van de schroef
• M3 screws(4), 91292A02440 mm lang
• M3 lock washers(4), McMaster 92148A150
• M3 washers(4), McMaster 91116A120

Stap 1: Voorbereiden aluminium staaf

• Zet op uw veiligheidsbril en snijd een 18" lengte van de staaf aluminium met een ijzerzaag. Gebruik een gereedschap slijpen of bestand aan de binnenkant en buiten het einde van de staaf het glad te vermijden snijden zelf.

• Zorg ervoor dat uw aluminium staaf past door de flens mouw lagers, stuwkracht invloed en sluitringen en de schacht kragen. Kijk naar de toleranties van alle onderdelen op McMaster:

  • De aluminium staaf heeft een ±. 025" buitendiameter tolerantie, wat betekent dat het kan variëren van 0.475" naar 0.525". De kragen van de schacht geven niet een tolerantie voor hun innerlijke diameters. De flens mouw lagers zeggen +. 001" aan +. 002" voor de binnendiameter. Dit betekent dat ze zullen tussen 0.501" naar 0.502". De stuwkracht peiling zegt 1/2" +0.002"te +0.007", wat betekent dat de inwendige diameter kan variëren van 0.502"naar 0.507". De stuwkracht sluitringen geven niet een tolerantie voor de binnendiameter.

• Dit betekent dat de buitendiameter van de aluminium-staaf kleiner zijn dan de kleinste mogelijke deel past moet moet, dat werpt de mouw 0.501". Zoals u hier zien kan, hebben wij een goede mogelijkheid voor overlapping op een ongelegen richting.

• Als uw aluminium roede is te groot voor de mouw lager, zetten uw veiligheidsbril, stofmasker en handschoenen (aluminium stof is niet goed voor je). Het grijpen van de staaf aluminium met het schuurpapier en draai het terwijl u knijpen bent totdat u aluminium stof komt uit te zien. Herhaal dit totdat de staaf door alle componenten past. Als je geluk hebt genoeg toegang hebben tot een draaibank, zou het een tijd-spaarder als je een heleboel aluminium hebt om afscheren. Een Bankslijpmachine sneller dan schuren met de hand zal werken, maar het zal moeilijker worden om de ronde vorm van de staaf.

Stap 2: Start montage base

Stap 3 — Deel vergadering in base

• Een van de flens mouw lagers in het gat van het centrum van de basis schijf installeren. De basis is degene zonder de vier gaten te monteren van de motor.

• Rusten een drukschijf stuwkracht lager en vervolgens de andere drukschijf op de top van de flens.

• Schuif de aluminium staaf in vanaf de bovenkant. Voordat het raakt de mouw op de bodem, het moet schuiven door de andere mouw gezien, een 1/2" schacht kraag, een laser-gesneden gear, twee meer 1/2" schacht kragen, en ten slotte de drukschijf, invloed en wasmachine stapelen.

• Optrekken licht op de staaf aluminium dus het niet het raken van het werkoppervlak van uw. Gebruik uw sleutelset Allen te Draai de stelschroef in de laagste schacht kraag vast. Op dit punt, de schacht kraag is rusten op het lager van de stuwkracht en aangesloten op de staaf aluminium, dus u moet zitten kundig spin van de staaf.

• Til de volgende schacht kraag van onder naar boven met de versnelling te over het halverwege punt binnen de base. Draai de stelschroef vast. Deze as kraag zal worden gehecht aan de versnelling met epoxy putty later, maar dit nog niet doen.

  Stap 4 — Voltooien basis vergadering

Beveilig de bovenste mouw lager met de kraag van de top van de schacht.

Stap 5 — Soldeer de draden en mount motor

• Voordat u verder op de staaf gaat, is dit een goed moment om het monteren van uw motor. Eerst knip de draden tot ongeveer 8" lang en een set van vier mannelijke headers aan de draden solderen. Rood en groen moeten worden naast elkaar op de ene kant, en blauw en geel aan de andere.

• Verwijder de schroeven die de motor bij elkaar te houden. Gebruik de langere M3 schroeven van het boodschappenlijstje te monteren van de motor van de rug, aan de onderzijde van de bovenste schijf. Sandwich een M3 wasmachine en Borgring met elke schroef.

• Schuif de andere versnelling op de motoras steken en de 5mm schacht kraag om het tijdelijk veilig gebruiken. Pas de hoogte van beide kragen schacht totdat de versnellingen op dezelfde hoogte zijn en goed gaas. U kunt nu de epoxy putty uitbreken en beveiligen van de versnellingen hun respectieve schacht kragen.

  Stap 6: Doorgaan met het toevoegen van onderdelen van de staaf

• Blijven van de aluminium-staaf. Schuif op een 1/2" schacht kraag, één van de plastic zeil houders, en dan nog een 1/2" schacht kraag. Trek de lagere schacht kraag omhoog, dus het niet op de bovenkant van de base rusten is en veilig aan de staaf met de stelschroef. Dan de plastic zeil houder met de kraag van de schacht op de top van het knijpen en beveiligen van de vergadering met een stelschroef. Wanneer u het samenstel door de schacht roteert, moet het soepel draaien, en de zeil-houders moeten draaien met de schacht.

• Knip drie zeilen voor uw windturbine aan de wind te vangen. Er is geen juiste antwoord hier, en je hebt een paar verschillende "slots" in de zeil-houders, dus gewoon gebruik schaar te snijden van de aluminium knippert een lang denk je dat zal werken. Vervolgens snijd 1/2" tabs in elke hoek te glijden in de" slots ". De tabbladen om veilig de zeilen te bukken.

• Doe de dezelfde as-kraag, varen houder, shaft kraag vergadering op de bovenkant van het zeil om te voltooien van dit gedeelte van de bouw. Het moet draaien met weinig wrijving als u hem met de hand met de aluminium-staaf zet.

  Stap 7: Nu, de elektronica

• We willen maken van een circuit zoals de een hier weergegeven. Gebruik de acht dioden en jumper draden maken dit circuit op je breadboard zoals. Elektriciteit in elke spoel van de motor naar dezelfde plaats zal vertellen: de kolom van de macht aan de onderkant van het breadboard. Zorg ervoor dat alle uw diodes worden geconfronteerd met de goede richting, en vergeet niet om te springen van de kolommen van grond over de hele linie. Hier is ook een schema als dat is makkelijker.

Probeer het toevoegen van ten minste één condensator, zoals wordt weergegeven. De negatieve kant gemarkeerd moet gaan aan de grond, de andere aan de macht. De condensator zal opslaan van energie, terwijl de wind lantaarn is het creëren van het en laat het als het niet. De resulterende effect hier is een gladder flikkering op de LED. Probeer het toevoegen van meer LEDs en meer condensatoren, totdat je een glad gloed als je spin de aluminium-staaf. U kunt ook diffusor papier plaatsen over de rand van de lantaarn maken een aangename gloed.

Stap 8: Zet hem aan het werk

Neem nu het buiten! Zie of het werkt met echte wind. We hadden succes op een hoek van de straat in Manhattan en op het dak van Eyebeam Art + Technology Center van twee verdiepingen tellende gebouw.

Stagiair Sam Galison voor het helpen met het project dankzij awesome!