Avainsana-arkisto: arduino

Kuulamylly

Vastaa

Kuulamylly on erilaisten kappaleiden jauhamiseen tarkoitettu pyörivä sylinteri, jossa jauhinkappaleina käytetään pyöreitä kuulia. Myllyn pyöriessä kuulat nousevat keskipakoisvoiman avulla sylinterin ulkokuorta pitkin ja painovoiman voittaessa putoavat jauhettavan materiaalin päälle. –Wikipedia

Selkeä homma, eikös? Tuommoinen jokatapauksessa kalustuksesta puuttui ja tuolle on vuosien mittaan tullut mietittyä porukassa jos toisessakin eri käyttötarkoituksia. Myllyä kun voi käyttää metallin valamisessa, eri materiaalien pintakäsittelyssä tai sitten sillä voi tehdä vaikkapa termiittiä jos sille päälle sattuu.

Mekaaninen puoli valmistui totuttuun tapaan tallin puolella, kulmaraudalla taisi olla kokoa 30x30x4. Näitä on nyt tullut harjoiteltua, joten ei muuta kuin palaset rälläkällä oikeaan mittaan, magneettikulma nurkkaan ja hitsisaumaa päälle.

Kehikon hitsauksen jälkeen ensimmäiset koesovitukset akselille. Hitsaaminen onnistui tälläkertaa melkein suoraan, ristimitta jäi heittämään 2 milliä. Kovin kattavaa kuvamateriaalia ei tullut otettua, mutta printatun mustan suorakaiteen sisällä on rullaluistimen laakeri ja akselina toimii 8millinen vedetty rst, kun sellaista pari jämäpätkää tallin nurkasta löytyi. Kuvassa näkyy myös ensimmäinen revisio rullista, joiden päälle sylinteri on ajatus asettaa.

Moottorin luovutti vanha 12V akkuporakone, koko paketti vaihteistoineen ja istukoineen lähti nättinä pakettina irti. Moottorin kyljestä löytyi tarpeeksi numeroita, joiden perusteella selvisi että moottori nielaisee täydellä kuormalla 7.5A, joka on tähdellinen tieto ohjauselektroniikkaa sunniteltaessa.

Rautaosat saivat kevyen hionnan ja halvinta mattamustaa kilikolimaalia, näyttää noin suunnilleen asialliselta. Kuvassa näkyy myös M8 mutterit, joiden avulla koko komeuden voi joko kallistaa tai asettaa suoraan riippuen käytettävästä sylinteristä ja muusta materiaalista.

Aikaisemmassa kuvassa näkyvät rullat vaihtuivat vielä koeajon jälkeen yhtenäiseen putkeen. Jos (kun) käytössä ei ole aivan tasaista sylinteriä niin sylinteri tahtoo vaeltaa rullien päältä sivuun. Viemäriputki, 3D-tulostetut sovitteet päihin ja putken päälle pari pätkää fillarin sisäkumia osoittautui ainakin toistaiseksi parhaimmaksi valinnaksi.

Mekaanisen askartelun jälkeen siirrytäänkin sitten elektroniselle puolelle. Nettiä penkomalla kuulamyllyn optimaalinen pyörimisnopeus on jossain 40-70RPM, riippuen sylinterin ja kuulien koosta. Porakoneen moottori vaihteistoineen antaa maksimissaan 800RPM. Jonkinlainen säätö siis mitä ilmeisimmin on tarpeen. Kuten kuvasta näkyy, niin hallintalaitteiden puolella on rotary encoder (mitähän tuo lie on suomeksi), 1602 LCD näyttö I2C-ohjaimella, potikka ja pari painonappia.

Aivopuolelta löytyy sitten arduino, logiikkatasolla ohjattava mosfet (IRFZ44N), pari relemodulia, iso diodi, muutama konkka ja pieni induktori. Releillä käännetään moottorin pyörimissuunta, iso diodi (1000V 10A) suojaa muuta elektroniikkaa jos (kun) moottori toimii generaattorina, mosfetillä tehdään PWM-ohjaus ja loput komponentit tasoittavat 7.5A kuorman aiheuttamia piikkejä.

Kaikkea tätä harjoitellessa taikasavu karkasi kahdesta arduinosta ja vaikka kuinka sähköfysiikka on aina jollain tasolla kiinnostanut niin vieläkään en ole aivan varma mitä loppupelissä tapahtui. Puoliksi sivistynyt arvaus on, että moottorin käämit itsessään toimivat induktorina ja nappasivat PWM-pulssin jännitevaihtelua vastakarvaan ja arduino ei luonnollisesti tykkää kovin korkeista jännitteistä datalinjoissa. Oppia ikä kaikki, onneksi arduinokloonit eivät ebayssä montaa lanttia maksa.

Seuraava ongelma tuli sitten saada kaikki komponentit mahtumaan nurkissa olleeseen koteloon. Loppupelissä jouduin nöyrtymään ja toteamaan, että etukäteissuunnittelusta ja sovittelusta huolimatta valmis kotelo jäi liian matalaksi.

Onneksi talosta löytyy 3D-tulostin niin ongelman sai varsin nätisti ratkaistua. Pieni korokepala oli nopea piirtää FreeCADilla eikä tulosteessakaan kovin montaa hetkeä mennyt.

Lopuksi koko komeus pakettiin ja koeajolle.

Arduinosoftasta löytyy toiminnot automaattiseen suunnanvaihtoon, nopeuden säätöön ja ajastettuun ajoon. Jos nämä kiinnostavat enemmän, niin koko komeus löytyy OpenSievi GitHubista ja jos jotain kysymyksiä kytkennästä tai softasta tulee, niin allekirjoittaneen saa kiinni vaikka tuosta alapuolelta.

Muutoin on nyt sitten pitänyt senverran kiirettä, ettei mylly ole päässyt koeajoa kummemmin tositoimiin, mutta kunhan sen aika koittaa niin kirjoittelen kokemuksia tännekin.

 

Tallin lämmitykseen älyä

Vastaa

Kuten tuossa jo aikaisemmin on tullut mainittua, niin tallin lämitysmuodoksi vaihtui pakkaskauden alkaessa sähkön sijaan diesel. Lämmintä tulee kunhan muistaa kaataa ainetta tankkiin ja nyt kun tallissa on yksi traktori levällään niin lämpöjä on tullut pidettyä päällä jatkuvasti ettei vesiputket jäädy ja ruosteenestomaali kuivuu.

Lämmitystä pitää tietty jollain ohjatakin, ja tuossa hallilämmittimessä itsessään ei termostaattia ole. Kaupasta saa rahalla mekaanisia termostaatteja nimenomaan tuohon käyttöön, mutta ne ovat sekä kalliita että tyhmiä värkkejä. Mekaanisen termarin hystereesi ei ole kovin suuri ja toisekseen se ei ota huomioon esim. sitä, että tuommoinen dieselpoltin on hyvä käyttää aina kunnolla lämpimäksi sekä antaa sen jäähtyä kunnolla ennen uutta polttoa.

Ensialkuun ohjaus tuli toteutettua ihan kellokytkimellä, mutta ongelmaksi tulee ulkolämpötilojen vaihtelu. 15min polttoa / 2 tuntia on sopiva tahti -20 keleillä, mutta pikkupakkasilla riittää 15min/5h. Nyt keväällä sää on kuitenkin vaihdellut senverran paljon, että tuo kellokytkimen pyörittely on ollut enemmän tai vähemmän arpajaishomaa ja lämmitys on ollut päällä huomattavasti tiheämpään kuin olisi ollut tarve.
Nörttihän tietty ratkaisee ongelman omalla tavallaan. Otetaan arduino, relekortti, lämpötila-anturi ja muuta maustetta ja tehdään muutama sata riviä koodia. Ylläoleva projekti on siis termostaatti. Ominaisuuslistalla on vapaasti säädettävät käynnistys- ja sammutuslämpötilat sekä ajastus sekä minimipolton pituudelle että jäähdytysajalle.

Eilen laite sitten pääsi testiin asti. Infrapunamittarilla mitottuna masterin lämmöt nousevat kutakuinkin maksimiin 15 minuutissa ja jäähtyminen takaisin ympäristön lämpöön kestää 30 minuuttia. Asetukset purkkiin ja värkki ohjaamaan lämmitystä. Ensimmäisen yön tulokset sanovat että 12h käynnissäolon aikana lämmitys on ollut yhteensä päällä tasan tunnin. Verrokkina kellokytkin, joka olisi näillä -15 keleillä ollut päällä 12h aikana 3 tuntia.

Selvää säästöä tuli siis heti ensimmäisen 12h jakson aikana kolmisen euroa, kun polttoaineen kulutus pienenee. Lisäksi käyttömukavuus on ihan toista luokkaa, kun kellokytkintä ei tarvitse olla pyörittelemässä jatkuvasti sääennusteen muuttuessa.

Ihan täydelliseksi maailma ei tuonkaan myötä vielä muuttunut. Lämpötilan mittaukseen käytin varsin yleistä DS18B20 -1wireanturia. Joku tuossa asetelmassa kuitenkin mättää, kun muihin lämpömittareihin verrattuna termostaatti antaa 2-3 astetta korkeampia lukemia. Ohjelmistopuolella vika tuskin enää on, tällähetkellä epäilyttää että ns. parasite-power -kytkennässä on liian pieni vastus tai sitten arduinon 5V regulaattori on liian lujilla ja käyttöjännite ei ole ihan sitä mitä pitäisi. Tai sitten tuo kiinalainen lämpöanturi ei vaan ole aivan niin tarkka kuin voisi toivoa. Tuo kuitenkin nyt ajaa asiansa, pitää perehtyä noiden antureiden saloihin tarkemmin ihan erillisen testipenkin kanssa.

Toinenkin lämpötilojen ja muun mittailuun soveltuva arduinoprojekti on työstössä, mutta siitä lisää joskus toiste. Jos tuo termostaatti kiinnostaa, niin lähdekoodi on saatavilla GitHubista. Kytkentäkaaviot vielä puuttuvat ja koodillisesti tuo ei ole mikään erityisen kaunis, mutta parannellaan toimintaa kunhan muilta kiireiltä ehditään.