Разработка стенда для тестирования ВМГ

Актуальность

В современном мире всё больше людей интересуются сборкой дронов. Процесс любительской сборки дронов включает в себя подбор оптимальных комплектующих, например моторов и воздушных винтов к ним. Для того чтобы определить наиболее подходящую комбинацию этих двух компонентов, в частности для большей грузоподъемности и продолжительности полёта, необходимо проводить тесты и замеры. Для решения этой задачи используют стенды тестирования ВМГ, на которых проводят необходимые испытания и измерения, формируя на их основе графики и таблицы.

Цель

Создать стенд тестирования ВМГ, которым сможет пользоваться любой человек, вне зависимости от технической подготовки.

Задачи

1. Изучение стендов конкурентов.
2. Постройка 3D - модели стенда.
3. Сборка аппаратной части.
4. Тестирование.
5. Сборка окончательного стенда.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер
• 3D - принтер
• Микроконтроллер Arduino Mega
• Датчик тока ACS712
• Датчик напряжения
• Датчик препятствия YL-63
• Тензометр HX711
• Лазерный станок

Описание

Данный стенд представляет собой платформу, крепящуюся к столу или другой плоскости, к которой через тензометр для измерения тяги крепится модуль подключения двигателя. Двигатель подключается к универсальному креплению, расположенному на двух тензометрах для измерения момента двигателя.

Корпус и платформа выполнены из металла для обеспечения необходимой прочности. На этапе сборки авторы сделали 3D-модель и распечатали корпус из пластика для уменьшения затрат на проверку работоспособности проекта.

За аппаратную часть стенда отвечал микроконтроллер Arduino, который получал данные с датчиков и отправлял их на компьютер через COM-порт.

Измерение скорости вращения происходило с помощью датчика препятствия: при обнаружении винта датчик подавал сигнал +5В на порт микроконтроллера с аппаратным прерыванием, настроенным на обработку нарастающего сигнала.

При срабатывании прерывания микроконтроллер перемещал содержимое 3-го таймера (размером 16 бит) в переменную и обнулял таймер. Таймер настраивался на увеличение значения от тактового генератора с делением частоты прескаллером в 256 раз. При переполнении таймера устанавливался флаг переполнения, значение скорости устанавливалось в –1.

Таким образом, система получает количество тактов, прошедших за один оборот винта; умножив его на значение прескалера и поделив на частоту тактового генератора, система получает время одного оборота; поделив 60 секунд на время одного оборота, система вычисляет количество оборотов в секунду.

Результаты работы/выводы

В результате проделанной работы был создан и испытан прототип стенда. В ходе испытаний было доказано, что данная концепция работоспособна и действительно может выполнить все возложенные на неё задачи.