Wiatrak

adams38 · 12 Września 2020

WIATRAK

Wiatrak wzorowany jest na wiatraku holenderskim, przedstawionym na rys. 1. Prawda, że piękny ?
Wiatraki holenderskie miały w sobie pewne ziarenko automatyki, ponieważ potrafiły samodzielnie ustawiać swoją głowicę, przystosowując się do kierunku wiatru. Obrót głowicy realizowany był na skutek obrotu wiatraczka (to ten niebieski), który spełniał rolę indykatora kierunku wiatru i powodował potrzebne ustawienie poprzez stosunkowo dużą przekładnię.

Wiatrak naśladuje następujące ruchy prawdziwego wiatraka:
1. Ruch łopat wiatraka – oczywiście jak w rzeczywistości - w jedną stronę ale (dla uproszczenia) tylko z dwoma prędkościami.
2. Obrót głowicy wiatraka.

     Rzeczywisty wiatrak może obracać głowicę – w zależności od zmian wiatru - bez ograniczeń.
     Wykonanie takiego modelu byłoby jednak zbyt skomplikowane ze względu na rozwiązania mechaniczne. Dlatego przyjęto ograniczenie obrotu głowicy wiatraka – w zakresie -90 stopni, +90 stopni z możliwością zatrzymania tego obrotu
    w pięciu pozycjach, ustalonych przez program.
3. Ruch turbinki, która w prawdziwym wiatraku steruje ustawieniem głowicy a w modeli jest symulowany.
W wiatraku zapalają się również światła na poszczególnych piętrach i są wykonywane melodie.
Za pomocą „dipswitcha” można zaprogramować dodatkowo wystąpienie sytuacji wyjątkowych i wprowadzenie pewnych ograniczeń.
Następne fotografie pokazują gotową zabawkę i poszczególne rozwiązania konstrukcyjne.

Komentarze do fotografii:

2,3 - Ostatecznie widoczna na tych zdjęciach podstawa, wyłożona wykładziną okazała się niepraktyczna i została zastąpiona nową drewnianą ale naśladującą teren wyłożony kostką brukową.
4 - Głowica obracana jest silnikiem znajdującym się na samym dole (wszystkie silniki to silniki krokowe).
Napęd przenoszony jest wałkiem, znajdującym się wewnątrz widocznej rury mosiężnej a zasilanie silników symulujących ruch turbinki i ruch łopat oraz zasilanie oświetlenia głowicy doprowadzone jest przewodami, które

         znajdują się wewnątrz wspomnianego wałka. To główny powód, że wiatrak ma ograniczony kąt skrętu.
5    - To właśnie napęd obrotu głowicy.
6,7 - pokazują wnętrze głowicy wiatraka. Widać tam silnik napędzający łopaty wiatraka (z przekładnią). I dokładnie widać jak strasznie tam ciasno. Widać tu również silnik symulujący obroty turbinki. Napędzana jest ona paskiem

gumowym, takim jak stosuje się w magnetofonach. W rzeczywistości napęd był przenoszony oczywiście w odwrotną stronę – z turbinki na mechanizmy wiatraka i najczęściej za pomocą przekładni zębatych i wałka.
8 - widać płytki drukowane. Na samym dole płytkę mieszczącą obwody sterujące obrotem głowicy, wyżej "centrum" sterowania wiatrakiem - to tam, gdzie jest pusta chwilowo 40-pinowa podstawka do mikroprocesora AT89C51 a na

innych wzmacniacze do sterowania wszystkimi silnikami krokowymi.
9 - Na tej fotografii widać 40 żyłowy kabel będący częścią połączenia całego układu (tej podstawki, w której docelowo będzie wspomniany mikroprocesor) z układem uruchomieniowym (symulującym działanie mikroprocesora)

- to ten za klawiaturą. Na tym stanowisku obserwując zachowania się wiatraka i pisze się jego program sterujący, umieszczony później w pamięci mikroprocesora. Przy okazji można zobaczyć nową – wspomnianą poprzednio

- podstawę wiatraka. A ponieważ w sterowaniu obrotem głowicy wykorzystywane są optotrony szczelinowe i przy zdjętej obudowie światło przeszkadzało w pracy, trzeba było dolne pomieszczenie zakrywać tekturką. I to właśnie

widać.
10 - Tu dołączony jest do wiatraka nieco inny przedłużacz pozwalający na łatwiejszą wymianę mikroprocesora w czasie prób i pustą również chwilowo podstawkę do drugiego mikroprocesora - tym razem AT89C4051, odpowiedzialnego

         za pamiętanie i odtwarzanie melodii.
11   - To obudowa wiatraka, widać w jej wnętrzu okablowanie do zasilania oświetlenia.
12   - To skrzydła wiatraka i obudowa jego głowicy.