เครื่องจำลองการดับเพลิง: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

เครื่องจำลองนี้สร้างขึ้นเนื่องจากฉันเฝ้าดูบริษัทใช้เงินเพียงเล็กน้อยในการฝึกอบรมผู้ใช้ด้วยเครื่องดับเพลิงแบบใช้จริง ฉันสังเกตว่าต้องมีการจัดฝึกอบรมด้านนอกเพื่อกระจายการปล่อย CO2 (สภาพอากาศ) และมีค่าใช้จ่ายขนาดพอเหมาะในการเติมถังดับเพลิงใหม่ทุกปี ฉันคิดว่าควรจะมีวิธีประหยัดเงินนั้นและไม่ต้องพึ่งพาสภาพอากาศที่ดีในการทำสิ่งนี้ให้สำเร็จ แม้ว่าจะมีผลิตภัณฑ์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดมากมาย เนื่องจากฉันทำเวิร์กช็อปเกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์ Arduino ในพื้นที่ผู้ผลิตในพื้นที่ของฉัน ทำไมไม่ลองหาวิธีที่จะใช้ความรู้นั้นและบางทีอาจใช้การพิมพ์ CNC และ 3D เพื่อสร้างบางอย่าง

การสาธิตเครื่องจำลองเครื่องดับเพลิง

ภาพรวมอย่างง่ายคือสิ่งนี้ใช้เครื่องดับเพลิงจริง (เปล่า) พร้อมไฟฉายแทนที่กรวยที่ปลายท่อ ไฟฉายจะกระทบกับโฟโตเซลล์บน "ไฟ" ที่จำลองด้วย PVC และเมื่อกวาดผ่านเซ็นเซอร์แต่ละตัวสามครั้ง (3) ออดและไฟ LED ที่กะพริบจะบ่งบอกถึงความพยายามที่เสร็จสิ้น ผู้ใช้/ผู้ฝึกหัดต้องจำลองการใช้งานจริงโดยนำสลักนิรภัยออก ปิดที่จับ และกวาดไฟฉายที่ฐานของไฟจำลอง

ขั้นตอนที่ 1: โปรแกรม Arduino

รหัสนี้ควรปฏิบัติตามได้ง่ายพอสมควร ฉันเริ่มต้นด้วยการประกาศตัวแปรที่ฉันใช้นับ "การชนแสง"; ตัวแปรสำหรับวัดความลำเอียงของแสง - หรือแสงโดยรอบที่เกี่ยวข้องรอบเปลวไฟ เมื่อเพิ่มตัวนับเข้าไป ฉันจะทดสอบเพื่อดูว่าการนับถึงเกณฑ์ของฉันหรือไม่ (12) แล้วส่งคุณไปยังฟังก์ชันที่จะส่งเสียงกริ่งและไฟ LED

ฉันได้แสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับโค้ดแล้ว และยังใส่ "Serial.print" และ "Serial.println" อีกสองสามรายการเพื่อช่วยคุณแก้ไขข้อบกพร่องด้วยการตรวจสอบซีเรียลด้วย

ขั้นตอนที่ 2: การปรับเปลี่ยนเครื่องดับเพลิง

ความคิดแรกของฉันคือการใช้เลเซอร์พอยเตอร์ แต่ตัดสินใจว่าฉันจะใช้ไฟฉายและโฟโตเซลล์ที่สว่างมากเพื่อทำงานนี้ คุณจะได้แถบแสงขนาดใหญ่ที่ส่งไปยังโฟโตเซลล์

คุณสามารถใช้สิ่งของอื่นแทนเครื่องดับเพลิงจริงและสร้างใหม่ได้ แต่ฉันต้องการให้สิ่งนี้ดูสมจริงพอสมควร

ฉันระบุความพยายามโดยการขอถังดับเพลิงที่ล้าสมัยจากทีมความปลอดภัยของเรา เราทำให้แน่ใจว่าว่างเปล่า อย่าทำงานนี้กับหน่วยที่ชาร์จเต็ม!

ฉันถอดท่อเอาต์พุตของยูนิตออก จากนั้นตรวจสอบที่จับและสลักนิรภัย จากนั้นจึงหาตำแหน่งที่จะใส่สวิตช์

ความพยายามในส่วนนี้จำเป็นต้องเจาะส่วนวาล์วเพื่อร้อยสายไฟ คุณสามารถเดินสายไปรอบๆ บริเวณนี้ได้ แต่ฉันรู้สึกว่าสายไฟอาจขาดได้ง่ายขึ้นระหว่างการใช้งาน ถ้าคุณไปที่เส้นทางนั้น ฉันต้องการสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานหลายปี

ฉันสามารถใช้ดอกสว่านขนาดต่างกันสองดอกเพื่อเจาะจากด้านหน้าของวาล์วไปด้านหลัง ซึ่งเพียงพอที่จะวางสายเล็กๆ สองเส้นผ่าน ทำให้สิ่งเหล่านี้ยาวพอที่จะไปจากปลายวาล์วตลอดท่อไปจนถึงไฟฉายที่คุณเลือก ฉันทิ้งของฉันไว้นานมากจนรู้ว่าฉันพอจะเอื้อมมือไปถึงปลายไฟฉายได้ และอีกด้านหนึ่งก็หย่อนพอที่จะเอื้อมถึงสวิตช์ที่เราจะติดตั้งไว้ใต้ที่จับด้านบน ในยูนิตเฉพาะที่ฉันจัดหาให้ มีที่ที่เหมาะสำหรับติดตั้งสวิตช์ ดังนั้นฉันจึงไปที่เครื่องมือออกแบบฟรีที่เรียกว่า TinkerCad และสร้างตัวยึดสวิตช์ที่จะเลื่อนไปที่ด้านหลังของเครื่องดับเพลิง จากนั้นฉันสามารถเจาะเพื่อติดตั้งสวิตช์แบบลูกกลิ้งได้ ฉันได้รวมรูปภาพและไฟล์ STL ของหน่วยที่ฉันสร้างไว้

จำไว้ว่าถ้าคุณออกแบบ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหลังจากเมานท์และสวิตช์อยู่ในตำแหน่งที่คุณต้องการตรวจสอบให้แน่ใจว่าสวิตช์และเมาท์ไม่หยุดการบีบอัดของที่จับ มิฉะนั้น มันจะไม่รู้สึกเหมือนของจริงเมื่อคุณกดทับ ที่จับเพื่อปล่อย CO2 ออก ฉันสามารถเคลื่อนไหวได้เต็มที่เพื่อความรู้สึกในการจำลองที่ดีขึ้น

ฉันใช้ไมโครสวิตช์แบบมีลูกกลิ้ง ฉันคิดว่าวิธีนี้จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า และให้อายุการใช้งานได้ดีกว่ารุ่นสวิตช์แบบคันโยก

ฉันวางสวิตช์และยึดเข้ากับงานพิมพ์ 3 มิติ จากนั้นเจาะรูยึดสองรู คุณยังสามารถแก้ไขไฟล์.stl เป็น 3d พิมพ์เมาท์นี้โดยมีรูอยู่

ต่อไปฉันวัดปลายรัศมีของเครื่องดับเพลิง เครื่องดับเพลิงบางชนิดอาจมีกรวยแทนที่จะเป็นปลายเล็กๆ ของผมก็มีเคล็ดลับ จากนั้นฉันก็วัดส่วนหลังของไฟฉายเพื่อให้ได้รัศมีนั้นด้วย ฉันกลับไปที่ TinkerCad และสร้างการออกแบบที่จะผูกไฟฉายกับปลายถังดับเพลิงและทำให้ง่ายต่อการซ่อมบำรุง

ฉันได้แนบ STL สำหรับความพยายามนั้น คุณเพียงแค่พิมพ์สองอันเพื่อทำแคลมป์ ไฟฉายมาจาก Harbor Freight

ต่อไปฉันถอดฝาหลังที่ปิดแบตเตอรี่ของไฟฉายออกแล้วตัดปุ่มกดออก ฉันพิมพ์ปลั๊กเพื่อเติมในพื้นที่นี้และต่อสายไฟเข้ากับแบตเตอรี่และเคส ปลั๊กมีรูพิมพ์อยู่ ฉันสามารถใส่สกรู 4-40 รูผ่านรูได้ หัวสกรูจะสัมผัสกับขั้วแบตเตอรี่เมื่อคุณขันฐานกลับเข้าที่ จากนั้นฉันก็บัดกรีปลายอีกด้านและยึดด้วยน็อต 4-40 สองตัวเพื่อให้วงจรขึ้นไปถึงสวิตช์ในที่จับ ลวดอีกเส้นถูกกรีดและติดที่ด้านข้างของเคสไฟฉายเพื่อให้วงจรสมบูรณ์ ตอนนี้คุณสามารถทดสอบได้โดยการบีบที่จับและปิดสวิตช์ ไฟฉายของคุณจะเริ่มทำงานเพื่อยืนยันการทำงาน

ขั้นตอนที่ 3: ระบบ

วงจรนี้ค่อนข้างง่ายที่จะปฏิบัติตาม ฉันได้รวมไดอะแกรม Fritzing ของฉันไว้เพื่อให้ง่ายต่อการติดตาม หากคุณไม่ได้ใช้ Fritzing ฉันขอแนะนำเครื่องมือฟรีนี้ เนื่องจากทำให้ง่ายต่อการจัดทำเอกสาร และหากคุณต้องการสร้างบอร์ด PC จริงๆ ก็สามารถสร้างไฟล์ที่เหมาะสมเพื่อส่งออกสำหรับบริการนี้ได้

ทฤษฎีการทำงานของอุปกรณ์นี้คือ เรามีโฟโตเซลล์สี่ (4) เซลล์กระจายอยู่ที่ด้านล่างของไฟจำลอง โฟโตเซลล์ได้รับปริมาณแสงพื้นหลังคงที่ ซึ่งลงทะเบียนทุกครั้งที่โฟโตเซลล์สำรวจโดย Arduino มีตาแมว "ลำเอียง" ที่อยู่เบื้องหลังไฟจำลอง ใช้สำหรับรับแสงโดยรอบบริเวณรอบๆ เครื่องจำลอง จากนั้นจะนำไปใช้ในการเขียนโปรแกรมเพื่อให้แน่ใจว่าแสงจากภายนอกจะไม่ตกกระทบจากโฟโตเซลล์ เมื่อคุณย้ายไฟฉายจากตาแมวหนึ่งไปยังอีกตาแมว ให้ลงทะเบียนแสงที่มีความเข้มสูงกว่า ตาแมวแต่ละอันจะต้อง "ตี" สามครั้งก่อนที่จะถือว่าเป็น "การกวาด" ของไฟที่ดี การนับนี้ทำโดยโปรแกรม Arduino เมื่อถึงสามนับสำหรับโฟโต้เซลล์แต่ละอันแล้ว ออดจะดังขึ้นและไฟ LED ของหอคอยจะกะพริบเพื่อแสดงว่าผู้ปฏิบัติงานเสร็จสิ้นภารกิจแล้ว ซอฟต์แวร์จะหมุนเวียนตัวนับทั้งหมดกลับไปเป็นศูนย์เพื่อเริ่มใหม่อีกครั้ง

ขั้นตอนที่ 4: วงจรอิเล็กทรอนิกส์

ฉันใช้เขียงหั่นขนมมาตรฐานเพื่อสร้างและทดสอบวงจร จากนั้นฉันก็ใช้บอร์ดสร้างต้นแบบแบบบัดกรีเพื่อโอนสายไฟไป คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าบริเวณทั้งหมดของคุณเชื่อมต่อกับตำแหน่งทั่วไป ฉันขับทั้งออด, LED และบอร์ด UNO จาก 12 โวลต์เพื่อทำให้วงจรง่ายขึ้น มันอาจจะหมดแบตเตอรี่เช่นกัน แต่ฉันใช้แหล่งจ่ายไฟแล็ปท็อปเก่า นี่คือมุมมองเขียงหั่นขนมของวงจร งานส่วนใหญ่เสร็จสิ้นภายในรหัสซอฟต์แวร์

Photocells ทั้งหมดมีการเชื่อมต่อกับราง +5 จากนั้นต่อกราวด์ผ่านตัวต้านทาน พวกเขาถูกเคาะที่จุดเชื่อมต่อระหว่างขาตาแมวและตัวต้านทาน และกลับไปที่อินพุตแบบอะนาล็อกบน Arduino

รีเลย์ได้รับการตั้งค่าเพื่อให้ได้รับพลังงานจากพิน Arduino และส่ง 12 โวลต์ไปยังไฟ LED และเสียงกริ่งเมื่อลอจิกของโปรแกรมพบว่าโฟโตเซลล์แต่ละตัวถูก "โดน" ด้วยแสงสามครั้ง นี่เป็นตัวแปรที่คุณสามารถเปลี่ยนได้หากต้องการให้เครื่องดับเพลิงผ่านน้อยลงหรือมากขึ้น

ฉันได้รวมไฟล์ Fritizing เพื่อให้คุณสามารถดูการเชื่อมต่อสายไฟและเขียงหั่นขนมทั้งหมดได้

ขั้นตอนที่ 5: ไฟ