DEF Eindopdracht: Wind-energie Naar Elektrische Energie Met Windmolen (Groep 23)

Voor ons DEF-eindproject hebben we gekozen om kinetische energie in de vorm van wind om te zetten in elektrische energie. Dit doen we door een zelfgemaakte 3d print windmolen aan een fietsdynamo vast te zetten. Voor onze ontwerp hebben we besloten dat je het aantal wieken kan veranderen van 1 wiek tot 8 wieken. Zo kunnen we onderzoeken hoe de RPM van de windmolen afhangt van het aantal wieken. We kunnen het RPM meten met behulp van een Hall sensor.

Voor deze project is het bezit van een 3d-printer nodig en er wordt soldering gebruikt.

Gemaakt door groep 23:

Jordon Tan,

Stan Veldman,

Luigi Stagnaro

Supplies

Dit is wat je nodig zal hebben voor het maken van deze ontwerp.

Voor het maken van het profiel doos:

• 12 Aluminium item profiel (30cm)
• 8 3d-geprint profielhoudertjes
• 1 Multiplex (31cmx15cm)
• 1 bout
• 3 moeren (minimaal)

Voor het circuit gedeelte:

• 1 fietsdynamo
• 5 jumper kabels
• 1 breadboard
• 1 LED
• 1 Hal sensor
• 1 Arduino
• 1 Arduino kabel
• 2 kleine magneetjes
• Duct tape

Voor het 3d-geprintte windmolen moeten je een 3d-printer bezitten. Het bestand met het design zit in stap 1.

Andere tools die je nodig hebt is een boormachine en soldeermachine.

Je moet gebruik maken van Tinkercad voor het 3d-printen en Arduino IDE 1.8.19 om een programma voor het RPM meten naar jouw Arduino te sturen

Step 1: De 3d-print Windmolen

Je kunt de 3d-print ontwerp op deze link: https://www.tinkercad.com/things/bVP3E1YfFwo?sharecode=CqijESiRmpFBJLpYaYZI3B4qZ0q6MzcbraAVwwu3CHY

Je kunt ook het bestand downloaden die onder deze stap zit.

Bij ons hebben we gekozen voor een lengte van 90 cm en een breedte van 30 cm. Maar dat hoeft niet zo te zijn. Je kunt de dimensies van het ontwerp zelf kiezen naar wat voor jou geschikt is. Maar wat wel moet aangepast zijn is het middel gat van het roterende deel van het windmolen. Het diameter van het gat moet net zo groot zijn als het roterende deel van de fietsdynamo. Zo kan het roterende deel van het windmolen aan de fietsdynamo vastzitten doordat ze tegen elkaar drukt. Als de wieken een beetje te groot zijn, moet je zandpapier gebruiken zodat ze goed erin past en ook niet moeilijk om eruit te halen.

Step 2: Profiel Doos

Goed om te weten is dat het multiplex in een zijde van het doos wordt geschoven. Daarom is het lengte van langer dan het item profielen buis. Hierdoor kan het multiplex aan de zijden van het item profielen buizen hangen. Zo kun je dingen op het doos plaatsen.

Je moet een gat op jouw multiplex boren die zo groot is als jouw gekozen bouten. Het gat moet op een specifieke plek geboord zijn zodat wanneer je de fietsdynamo erop schroeft, dat het roterende deel van de dynamo buiten de rand van het item profiel doos zit. Dus zet het multiplex tegen een item profiel buis en zet de fietsdynamo erop. Markeer het plek waar het gat moet zitten een ga boren.

Bouw nu het item profiel doos met de profiel houdertjes aan de hoeken om de item profiel buizen in elkaar te houden. Gebruik zandpapier om het te schuren als de houdertjes niet passen. Als alles goed in elkaar past, schuif het multiplex in het bovenzijde.

Step 3: Fietsdynamo

Pak twee van de jumper kabels en soldeer eentjes aan de positive kant en eentjes aan de negatieve kant van de fietsdynamo. Wanneer dat gelukt is, schroef het fietsdynamo op het multiplex. Gebruik de moeren om de fietsdynamo op een geschikte hoogte te zetten. Het is een goed moment om het windmolen aan het fiets dynamo te zetten om te kijken het gehele ontwerp op goeie afstanden zitten.

Step 4: Circuit

Voor het LED gedeelte:

Gebruik het breadboard om de fietsdynamo aan het LED te schakelen. Het LED kan direct aan de fietsdynamo geschakeld worden. Controleer of het LED in de goeie richting zit door snel aan de dynamo te draaien.

Voor het Hall sensor gedeelte:

Plak twee kleine magneetjes aan het roterende deel van het windmolen met hete lijm. Zorg ervoor dat ze tegenover elkaar staan.

Pak jouw Hall sensor en jumper kabels en verbindt de volgende delen met jouw Arduino:

• Vcc naar 3V
• GND naar GND
• DO (Digital output) of Vout naar Pin 2

Het Hall sensor moet dichtbij genoeg zijn bij de magneetjes om zijn invloed te waarnemen. Wij hadden het dichtbij het onderste kant van het windmolen gezet en gebruikten duct tape zodat het niet makkelijk beweegt.

Als alles goed zit kun je jouw Arduino aan jouw laptop sluiten en open het Arduino programma en zet de code die hieronder zit erin. Open Serial Monitor om te kijken of je waardes krijgt. Zo ja, dan zit jouw opstelling goed. Zo niet, controleer of alles goed zit.

Step 5: Probeer Het Uit

Gefeliciteerd. Je bent nu klaar met het bouwen van ons project. Gebruik compressie lucht of pers lucht (kan een ander bron van wind ook zolang het hard genoeg waait) om het LED te laten branden. Ga ook het aantal wieken wisselen om naar het verschil van RPM te kijken.