We duiken de werkplaats in!

De werkplaats is de plek waar de magie uiteindelijk tot uiting komt, zo ook voor dit project..
Daarom een paar foto's van mijn collega's en ik om het proces een beetje zichtbaar te maken.

 Niels in zn element

 Het testen van de zonnepaneel

de Trust motoren in de straalpijp

 het begin van het drop systeem

en zo komt de achterkant er uit te zien

 in close up

 de rok doet het toch nog niet helemaal...

 en op een gegeven moment slaan de stoppen door dan...

het bevestigen van de steunen tussen de platen.

We zijn er bijna...

Morgen is het zo ver, dan is de oplever datum...
en vandaag is de dag dat alles dus nog afgemaakt moet worden, ja ik weet het, heel slecht...

maar dat betekend wel dat er meer dan genoeg leesvoer deze blog is ingepomt, en u als lezer zou dat toch moeten waarderen.

Deze post ga ik gebruiken om eens wat 3D cad renderingen up te loaden van het model dat we inmiddels gebouwd hebben,

 Dus dit word hem dan, het vliegend zonnepaneel.

 hier een doorsnede, te zien is de rok, de elektronica, en dat de paneel boven de bovenplaat zit.

 En omdat het er zo mooi uit ziet, een Exploded view.

dit is de achterkant, met de trust motoren, en de uitlaat waar de golfballen uit vallen.

Arduino, RFID, en hoe het er nou uiteindelijk allemaal uit ziet.

Ik heb al een keer eerder gepost over arduino, en over RFID technologie, maar deze keer is het dan zo ver, de code en alles er om heen.

om te beginnen zal ik hier de code posten, omdat ik er gewoon donders trots op ben, het was een kreng om te schrijven, en dit is versie 3.4 (!), de eerste volledig werkende:


int RFIDResetPin = 13;

char tag1[13] = "060097889A83";
char tag2[13] = "060097889F86"; //dit zijn de tag nummers

#include <Servo.h>
Servo myservo;
Servo myservo1; // het koppelen van de servo's



void setup(){
  Serial.begin(9600); //dit is de taal (serial 9600) waarmee de RFID reader communiceert

  pinMode(RFIDResetPin, OUTPUT);
  digitalWrite(RFIDResetPin, HIGH);

  myservo.attach(10);
  myservo1.attach(9);


}

void loop(){
  char tagString[13];
  int index = 0;
  boolean reading = false;
 
 myservo.write(0);
 myservo1.write(0); // de servo's hadden nog wel eens problemen met het vinden van de beginstand
 
  while(Serial.available()){

    int readByte = Serial.read(); //read next available byte

    if(readByte == 2) reading = true; //begining of tag
    if(readByte == 3) reading = false; //end of tag

    if(reading && readByte != 2 && readByte != 10 && readByte != 13){
      //store the tag
      tagString[index] = readByte;
      index ++;
      Serial.println(tagString); // het hele bovenstaande is de code die de tag leest, en dus bepaald of hij in het systeem staat
    }
  }

  checkTag(tagString); //Check if it is a match
  clearTag(tagString); //Clear the char of all value
  resetReader(); //reset the RFID reader
}

void checkTag(char tag[]){
  ///////////////////////////////////
  //Check the read tag against known tags
  ///////////////////////////////////

  if(strlen(tag) == 0) return; //empty, no need to contunue

  if(compareTag(tag, tag1)){ // if matched tag1, do this
    Drop1(10);

  }else if(compareTag(tag, tag2)){ //if matched tag2, do this
    Drop2(9);

  }else{
    Serial.println(tag); //read out any unknown tag
  }

}

void Drop1(int pin){ // dan de Drop commands, die de servo aansturen en dus het balletje droppen
  Serial.println(pin);
 
  myservo.write(90);
  delay(400);
  myservo.write(0);
  delay(1000);
 }

void Drop2(int pin){
  Serial.println(pin);
 
  myservo1.write(90);
  delay(400);
  myservo1.write(0);
  delay(1000);
}

void resetReader(){
  ///////////////////////////////////
  //Reset the RFID reader to read again.
  ///////////////////////////////////
  digitalWrite(RFIDResetPin, LOW);
  digitalWrite(RFIDResetPin, HIGH);
  delay(500);
}

void clearTag(char one[]){
  ///////////////////////////////////
  //clear the char array by filling with null - ASCII 0
  //Will think same tag has been read otherwise
  ///////////////////////////////////
  for(int i = 0; i < strlen(one); i++){
    one[i] = 0;
  }
}

boolean compareTag(char one[], char two[]){
  ///////////////////////////////////
  //compare two value to see if same,
  //strcmp not working 100% so we do this
  ///////////////////////////////////

  if(strlen(one) == 0) return false; //empty

  for(int i = 0; i < 12; i++){
    if(one[i] != two[i]) return false;
  }

  return true; //no mismatches
}


En om te bewijzen dat het werkt:

dit is 1 van de 1e tests, met nog LED's in plaats van servo's
helaas is het filmpje van de voledige setup nog in bezit van mijn groepsgenoot Jamy...

Zonnepanelen!

Zonnepanelen, wie wil ze nou niet?
Wij wel in ieder geval, dus op onderzoek! Gelukkig zijn er genoeg te vinden en gelukkig is er nog veel meer informatie beschikbaar online, dus ik heb eens netjes onder elkaar gezet wat er nou eigenlijk wilden doen:

Solar Panels

Solar Panels make FREE electricity from the sun, have no moving parts to fail, and last over 25 years. They can be mounted on fixed, adjustable, or tracking type mounting systems. Getting power from the sun's energy is not only Free, but it's Fun to setup a solar energy system and be your own utility company!

Charge Controllers

A Charge Controller is necessary to protect the batteries from over charging and supply them with the proper amount of energy to promote long battery life. The popular 3 stage charging cycle of PWM charge controllers is fully explained and shown visually on a multi-color chart. Also covered are the newer MPPT (maximum power point tracking) controllers

Storage Batteries

Without Storage Batteries to store energy you would only have power when the sun was shining or the generator was running. Here we discuss 4 major categories of batteries for solar power systems. The batteries in your system are very important. The care & feeding section of this tutorial is a must read to ensure long battery life and good performance
http://www.freesunpower.com/

Series Wiring

 To wire any device in series you must connect the positive terminal of one device to the negative terminal of the next device

        

 Important: When you wire devices in series the individual voltages of each device is additive. In other words if each device in the above example had the potential of producing 12 volts, then 12 + 12 + 12 + 12 = 48 volts. If these devices were batteries then the total voltage of the battery pack would be 48 volts. If they were solar modules that produced 17 Volts each then the total voltage of the solar array would be 68 volts.

 The second important rule to remember about series circuits is that the current or amperage in a series circuit stays the same. So if these devices were batteries and each battery had a rating of 12 Volts @ 220 Amp hours then the total value of this series circuit would be 48 Volts @ 220 Amp hours. If they were solar modules and each solar module had a rating of 17 volts and were rated at 5 amps each then the total circuit value would be 68 volts @ 5 amps.

In the example below two 6 Volt 350 Amp hour batteries were wired in series which yields 6 Volts + 6 Volts = 12 Volts @ 350 Amp hours.

 If the above devices were solar modules which were rated at 17 volts each @ 4.4 amps then this series circuit would yield 34 volts at 4.4 amps.

 Remember the Voltage in a series circuit is additive and the Current stays the same.

 Parallel Circuits

 To wire any device in parallel you must connect the positive terminal of the first device to the positive terminal of the next device and negative terminal of the first device to the negative terminal of the next device.

Important: When you wire devices in parallel the resulting Voltage and Current is just the opposite of a series circuit. Instead the Voltage in a parallel circuit stays the same and the Current is additive. If each device in the above example had the potential of producing 350 Amp hours then 350 + 350  = 700 Amp hours, the Voltage would stay the same. 

If these devices were batteries then this parallel circuit would yield total voltage of 12 volts @ 700 Amp hours. If these devices were solar modules that produced 17 Volts @ 4.4 amps each then the this parallel circuit would yield 17 Volts @ 8.8 amps.

In the example below four 17 Volt @ 4.4 Amp solar panels were wired in parallel which yields 4.4 Amps + 4.4 Amps + 4.4 Amps + 4.4 Amps = 17.6 amps total @ 17 volts

if the above devices were batteries which were rated at 12 volts each @ 220 Amps hours then this parallel circuit would yield 12 volts @ 880 Amp hours.

Remember the Voltage in a parallel circuit stays the same and the Current is additive.

Series/Parallel Circuits

Hold on to your hats because here's where it gets a little wild. Actually you've already learned all you need to know to under stand series/parallel circuits.

A Series/parallel circuit is simply two or more series circuits that are wired together in parallel.

In the above example two separate pairs of 6 Volt batteries have been wired in series and each of these series pairs have been wired together in parallel. 

You might be asking why in the world would someone want to put them self through this ? Well lets say that you want to increase the Amp hour rating of a battery pack so that you could run your appliances longer but you needed to wire the pack in such a way as to keep the battery pack at 12 volts, or you want to increase the charging capacity of your solar array but you needed to wire the solar modules in such a way as to keep the solar array at 34 volts, well, series/parallel is the only way to do that. 

Remember in parallel circuits the current is additive so thus you increase your run time or Amp hour capacity or in the case of solar modules, you increase your charging current by wiring the batteries or solar modules in parallel. Since we need 12 volts and have 6 volt batteries or in the case of solar modules we need 34 Volts and have 17 Volt modules on hand on hand, wiring the batteries or solar modules in series allows us to get the 12 Volts or 34 Volts that we need. 

An easy way to visualize it would be to start by wiring the batteries in individual sets that will give you the voltage that you need. Lets say that you need 24 volts but have six volt batteries on hand. First wire four of the batteries in series to get 24 volts. (Remember wire in series to increase the voltage) and continue to wire additional sets of four batteries until the batteries are used up. 

Next wire each series set of four batteries in parallel to each other (Positive to positive to positive and so on and then negative to negative to negative and so on) until each series set is wired together in parallel. If each series set of batteries equals 24 Volts at 350 Amp hours then five series sets wired to each other in parallel would give you a 24 Volt @ 1750 Amp hour battery pack.

http://www.partsonsale.com/learnwiring.htm

Instructions

• 1 Put 4 AA batteries into the two battery holders.
• 2 Wire the holders together to make a series connection for the battery charger. Connect one positive wire from one holder to one negative wire of the other. Leave the other positive and negative wires alone for now.

• 3 Join the blocking diode and the battery charger. Use the ringed end. Connect this to the positive wire from the battery holder.
• 4 Connect the other end of the blocking diode to the solar panel.
• 5 Take the negative output of the solar panel, and connect it to the negative wire from the battery holders.
• 6 Charge the solar panel, and watch it charge the batteries.

Read more: How to Make a Solar Panel Battery Charger | eHow.com http://www.ehow.com/how_2081261_make-solar-panel-battery-charger.html#ixzz1vhAUrot5

http://www.ehow.com/how_2081261_make-solar-panel-battery-charger.html

Samenvatting:

- Een zonnencel levert energie in gelijkstroom

- deze energie word doorgegeven door een + en een – draad

- om een batterij op te laden zal je een diode moeten plaatsen om te voorkomen dat de energie weer weg lekt als er geen energie geleverd word.

- als het gevaar bestaat dat de cel de batterij laad boven zijn vermogen, dan moet je een “charge controller” in het systeem plaatsen. 

Electrical Sub System Design

Als je een electriesch apparaat ontwerpt, wil je er ook graag bij kunnen vertellen hoe lang het mee gaat. Dit hebben wij geprobeerd in beeld te brengen met berekeningen en metingen.

Definitie van spanningsverbruik The Black Servant

Ik heb een gedefinieerde definitie gemaakt van het verbruik  van de Black Servant. Zoals je hieronder kunt zien heb ik een schema gemaakt waarin je alle elektrische componenten kunt zien en hun verbruik of capaciteit. 

Hieronder heb ik een tabel gemaakt waarin je kunt zien wat de levensduur van the black servant is.

Zoals je in deze onderstaande grafiek kunt zien verbruikt de motor voor de lift de meeste spanning.  En daarna de motoren voor de trust van de hovercraft. We kunnen er nu voor kiezen om zuinigere motoren aan te schaffen of om de accu te veranderen.

 Please note: Dat geduurende de bouw ik nog eens naar het stroomverbruik gekeken heb, en dat deze berekeningen lang niet even accuraat zijn..

Met de componenten die uiteindelijk gebruikt zijn, kost de trust 64W, op 7A... en onze lift ongeveer 20W op vol vermogen. Dit samen met een batterij die tot 6A/uur levert betekend dat we bijna 45 minuten kunnen vliegen, als alles werkt... :)

Berekeningen aan een hovercraft.

Je ontkomt er (helaas) niet aan, aan alles zal je een keer moeten rekenen als ontwerper.

zo ook aan een hovercraft, 

 Hier een bout berekening, om te kijken of een motor sterk genoeg vast zit.

 Dit is een schets waarmee we inzichtelijk proberen te maken hoe onze hovercraft in elkaar steekt, en waar we rekening mee moeten houden.

En dit is een VLS van de onderplaat van de hovercraft, daar waar het hogedrukgebied (waar de hovercraft op zweeft) zich bevind.

zoals te zien is hebben we een goed beeld van wat er op de hovercraft gaat werken, en hoe we hem vliegend moeten houden.

Gedefineerde Marges The Black Servant

Op een gegeven moment moet je de marges gaan defineren, en dat hebben wij ook gedaan voor ons ontwerp.

Gedefinieerde marges voor het ontwerp van de black servant

Om een duidelijke bandbreedte cq richtlijnen te krijgen in de designfase van dit blok zijn er aannames nodig. Indien deze aannames niet gedaan zouden worden zouden er sneller ongefundeerde beslissingen worden genomen.

Omdat de sub- systemen reeds bepaald zijn kunnen er bandbreedtes bepaald worden. Deze bandbreedtes zijn breed genomen en mogen daarom worden toegevoegd aan het programma van eisen en wensen.

Zie de volgende tabel voor de sub- syteem invulling.

 

Unique selling points zijn niet zozeer een sub- systeem maar zien wij als een aspect waar nadruk op moet liggen in de 3^e fase van dit project. Om deze in het vizier te houden zijn deze ook beschreven tussen de sub- systemen. Dit omdat deze grotendeels worden bepaald door het ontwerp van deze sub- systemen.

Luchtopbouw rok

 Het doel van de propeller is het aanzuigen en persen van lucht. De geperste lucht baant zich met een  bepaalde druk door kamers onder in de hovercraft. Hierna wordt deze verdeeld en in de rok langs 2 kanten onder de hovercraft gespoten. Deze drukopbouw zorgt voor een druk onder de hovercraft. Druk x oppervlakte = kracht. Dit betekent dat wanneer de massa van het ontwerp voor een kleinere kracht naar beneden zorgt dan de kracht van de luchtdruk x oppervlakte van de hovercraft van de propellor, de hovercraft zweeft en door het trust- systeem kan worden voortbewogen. Hierom moet de propeller die op de motor aangesloten zit zorgen voor een bepaalde drukopbouw. Hoe deze drukopbouw wordt bereikt moet nader worden bepaald. De bandbreedte die hierbij kan worden bepaald is:

·         De samenkomst van motorvermogen, propellerrendement, drukopbouw in de kamers en luchtgeleiding door de rok moeten samen voor een kracht van minimaal 19,62 Newton of maximaal 58,92 Newton zorgen.

·         De motoren achter de lift propeller moeten op een 12 volt besturing kunnen werken.

·         De rok moet uit stevig maar flexibel materiaal bestaan. Dit materiaal is rubber.

·         De rok moet met een tolerantie van 4 % uit een cirkel blijven bestaan.

Propeller ten gunste van de trust

Het voortstuwen van de hovercraft gebeurd door middel van een propeller. Dit omdat een mechanisch hulpmiddel slijtage levert en storingsgevoeliger is. Tevens moet het ontwerp zich op verschillende ondergronden begeven. Hierom is dit middel minder toepasbaar. Tevens heeft de hovercraft relatief niet veel kracht nodig om vooruit te komen. Omdat het van belang is dat de snelheid van de hovercraft geregeld kan worden zullen er een aantal bandbreedtes moeten worden bepaald.

·         De motoren die voor de trust van de hovercraft zorgen moeten zijn aangesloten op dezelfde frequentieregelaar aangesloten op het arduino besturingssysteem.

·         De motoren achter de propellers t.g.v. trust moeten op een 12 volt besturing kunnen werken en minimaal 3 keer de wrijvingskracht van de hovercraft op de grond kunnen overbruggen.

·          

Het ontwerp vanaf afstand bestuurbaar maken

De snelheid van het sturen met de hovercraft is afhankelijk van de maximale snelheid die de hovercraft kan bereiken. Bij een hogere snelheid moet de hovercraft sneller te besturen zijn dan bij een lagere snelheid. Het roteren van de trust propeller kan zorgen voor een rotatie van het design. Het nadeel van het draaien van de propeller is dat het tijd kost of een krachtenspel met zich mee brengt om het systeem te laten draaien. Bij een korte rotatietijd kan de hovercraft zich niet snel van richting veranderen. Bij een hogere rotatietijd kan de constructie falen of moet de constructie steviger (zwaarder) worden gemonteerd. Hierom stellen wij een duidelijke bandbreedte op ten gunste van richtlijnen voor het ontwerp in de 3^e fase van dit project.

·         De propeller t.g.v. trust moet dubbel worden uitgevoerd. Hierdoor wordt de besturing sneller, lichter en nauwkeuriger.

Inbouw van voedselafgifte in de hovercraft

De hovercraft moet bij een specifiek type boei een specifiek type of aantal ballen laten vallen. De hovercraft zal dus boeiherkenning moet hebben en hier een actie aan vast moeten leggen. Om gewicht te besparen en functies van de voedselafgifte te realiseren zijn een aantal bandbreedtes uitgezet.

·         De hovercraft moet minimaal 6 voedselballen kunnen leveren.

·         De hovercraft moet in het bezit kunnen zijn van 3 verschillende soorten voedselballen.

·         De voedselballen worden intern opgeslagen.

·         De voedselballen mogen niet kapot gaan bij de afgifte.

·         De motor die de afgifte regelt moet op maximaal 12 volt ( het liefst 5 volt) kunnen werken en een servomotor zijn.

·         De motor die de afgifte regelt moet een servomotor zijn.

·         Er mogen geen ballen te zien zijn in de opening van het magazijn.

Montage van de 2 systemen van de hovercraft

De hovercraft en de ballenafgifte moeten samen 1 zijn. Hierom is er een designbeeld opgesteld waar wij als team aan willen voldoen. Wij willen esthetiek centraal zetten. Het ontwerp wat wij willen realiseren heeft iets weg van de Ford Aqua.

De designstijlen die wij uit dit concept opdoen zijn de compactheid, vormgeving en aerodynamica. Wij willen geen lijnen in ons uiteindelijke ontwerp. Om dit realiseerbaar te maken moet er een bandbreedte worden gesteld.

·         De voedselafgifte is intern gemonteerd

·         De voedselafgifte lijkt niet aanwezig te zijn

·         Er zijn geen montagepunten in het ontwerp te zien

·         Strakke, moderne, duur- ogende materialen zijn een pré

De beslissingen in dit document komen van analyses en theoretische of empirische bronnen.