【源码】基于Arduino Nano的风力发电机模型

项目简介

本项目基于Arduino Nano搭建风力发电机模型，用于通过物理实验研究风力发电的原理与性能。项目包含CAD设计文件、Arduino代码、电路板设计文件及相关硬件组件，是2020 - 2022年ITG物理P - Seminar中关于气候变化主题的一部分。

项目的主要特性和功能

1. 设计制造小型风力发电机模型，模拟风力发电过程。
2. 借助NEMA 17 - 03步进电机和A4988驱动器，实现风力发电机自动跟踪风向。
3. 以Arduino Nano为主控芯片，通过旋转编码器（KY - 040）和倾斜开关调节控制速度，数据经16x2 LCD屏幕显示，屏幕通过I2C总线与Arduino通信。
4. 通过测量发电机输出电压和使用HC - SR04超声波传感器计数转子叶片，实现两种方式的功率测量。
5. 所有3D模型在Autodesk Fusion 360或SOLIDWORKS中设计，于Prusa Mk2打印机上打印；电路板设计在Autodesk EAGLE中完成，使用PCB - GCODE插件在家中制造。

安装使用步骤

硬件组装

1. 依据CAD文件组装风力发电机模型。
2. 按照设计图纸焊接和组装电路板。
3. 将所有传感器和显示器连接到Arduino Nano。

软件安装

1. 用Arduino IDE打开项目中的Arduino代码文件。
2. 根据硬件连接配置代码中的引脚定义。
3. 编译并上传代码到Arduino Nano。

系统测试

1. 启动系统，检查LCD屏幕是否正常显示数据。
2. 通过旋转编码器和倾斜开关调节控制参数，观察系统响应。
3. 使用超声波传感器和电压测量方法，验证功率测量的准确性。

运行与调试

1. 在不同风速下运行风力发电机模型，记录并分析数据。
2. 根据实验结果调整硬件和软件参数，优化系统性能。

下载地址

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