Προσομοιωτής πυροσβεστήρα: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Ο προσομοιωτής δημιουργήθηκε επειδή παρακολούθησα μια εταιρεία να ξοδεύει αρκετά χρήματα για την εκπαίδευση χρηστών με πυροσβεστήρες ζωντανών πυρκαγιών. Σημείωσα ότι η εκπαίδευση έπρεπε να διεξαχθεί έξω για να διαλυθεί η απελευθέρωση CO2 (καιρός) και υπήρχε ένα μεγάλο κόστος για την επαναπλήρωση των πυροσβεστήρων κάθε χρόνο. Σκέφτηκα ότι πρέπει να υπάρχει ένας τρόπος για να εξοικονομήσετε αυτά τα χρήματα και να μην βασίζεστε στον καλό καιρό για να ολοκληρώσετε αυτήν την προσπάθεια. Ενώ υπάρχουν αρκετά εμπορικά διαθέσιμα προϊόντα, αφού κάνω εργαστήρια για μικροεπεξεργαστές Arduino στον τοπικό μου κατασκευαστικό χώρο, γιατί να μην βρω έναν τρόπο να χρησιμοποιήσω αυτή τη γνώση και ίσως κάποια εκτύπωση CNC και 3D για να φτιάξω κάτι;

Επίδειξη προσομοιωτή πυροσβεστήρα

Μια απλή επισκόπηση είναι ότι αυτός χρησιμοποιεί έναν πραγματικό (άδειο) πυροσβεστήρα με φακό στη θέση του κώνου στο τέλος του εύκαμπτου σωλήνα. Ο φακός θα χτυπήσει τα φωτοκύτταρα σε μια προσομοιωμένη "φωτιά" PVC και μόλις περάσει σε κάθε αισθητήρα τρεις (3) φορές ένα βομβητή και το LED που αναβοσβήνει θα υποδεικνύει μια ολοκληρωμένη προσπάθεια. Ένας χρήστης/εκπαιδευόμενος πρέπει να προσομοιώσει την πραγματική χρήση βγάζοντας τον πείρο ασφαλείας, κλείνοντας τη λαβή και σκουπίζοντας τον φακό στη βάση της προσομοιωμένης φωτιάς.

Βήμα 1: Πρόγραμμα Arduino

Αυτός ο κώδικας θα πρέπει να είναι αρκετά εύκολο να ακολουθηθεί. Αρχίζω δηλώνοντας τις μεταβλητές που χρησιμοποιούσα για να μετράω "ελαφριά χτυπήματα". μεταβλητές για τη μέτρηση της μεροληψίας του φωτός - ή του σχετικού φωτός περιβάλλοντος γύρω από τις φλόγες. Καθώς ο μετρητής προστίθεται, δοκιμάζω αν ο αριθμός φτάνει τον αριθμό κατωφλίου μου (12) και στη συνέχεια σας στέλνω σε μια λειτουργία που θα ηχήσει τον βομβητή και θα ανάψει το LED.

Σχολίασα τον κώδικα και έβαλα επίσης αρκετά "Serial.print" και "Serial.println" για να σας βοηθήσω να εντοπίσετε σφάλματα και με την σειριακή οθόνη.

Βήμα 2: Τροποποιήσεις πυροσβεστήρων πυρκαγιάς

Η πρώτη μου σκέψη ήταν να χρησιμοποιήσω έναν δείκτη λέιζερ, αλλά αποφάσισα ότι θα χρησιμοποιήσω έναν πολύ φωτεινό φακό και φωτοκύτταρα για να λειτουργήσει αυτό, έτσι ώστε να έχετε ένα μεγαλύτερο δείγμα φωτός που πηγαίνει στα φωτοκύτταρα.

Θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα εναλλακτικό αντικείμενο στη θέση του πραγματικού πυροσβεστήρα και να το κατασκευάσετε από την αρχή, αλλά ήθελα να φαίνεται αρκετά ρεαλιστικό.

Δήλωσα την προσπάθεια με την απόκτηση ενός παλιού πυροσβεστήρα από την ομάδα ασφαλείας μας. Βεβαιωθήκαμε ότι ήταν άδειο, μην κάνετε αυτή τη δουλειά σε μια πλήρως φορτισμένη μονάδα!

Αφαίρεσα τον σωλήνα εξόδου της μονάδας και, στη συνέχεια, εξέτασα τις λαβές και τον πείρο ασφαλείας, και μετά κατάλαβα πού μπορώ να βάλω έναν διακόπτη.

Αυτό το μέρος της προσπάθειας απαιτούσε διάτρηση του τμήματος βαλβίδας για να περάσει η καλωδίωση. Θα μπορούσατε να καλωδιώσετε αυτήν την περιοχή, αλλά ένιωσα ότι τα καλώδια θα μπορούσαν να σπάσουν πιο εύκολα κατά τη χρήση εάν ακολουθήσατε αυτήν τη διαδρομή. Iθελα να φτιάξω ένα προϊόν που θα διαρκέσει για αρκετά χρόνια χρήσης.

Iμουν σε θέση να χρησιμοποιήσω δύο τρυπάνια διαφορετικού μεγέθους για να τρυπήσω από το μπροστινό μέρος της βαλβίδας προς τα πίσω, αρκετά για να τοποθετήσω δύο μικρά καλώδια. Φτιάξτε αυτά αρκετά για να περάσετε από το άκρο της βαλβίδας μέχρι το φακό της επιλογής σας. Άφησα το δικό μου πολύ ακόμα μέχρι που ήξερα ότι είχα αρκετά για να φτάσω στο τέλος ενός φακού και στο άλλο άκρο αρκετά χαλαρά για να φτάσω άνετα σε έναν διακόπτη που θα τοποθετήσουμε κάτω από την επάνω λαβή. Στη συγκεκριμένη μονάδα που μου δόθηκε, υπήρχε ένα τέλειο μέρος για να χωρέσει μια βάση διακόπτη. Έτσι μπήκα σε ένα δωρεάν εργαλείο σχεδιασμού που ονομάζεται TinkerCad και δημιούργησα μια βάση διακόπτη που θα γλιστρούσε στο πίσω μέρος του πυροσβεστήρα και στη συνέχεια θα μπορούσα να τρυπήσω για να τοποθετήσω έναν διακόπτη τύπου κυλίνδρου. Έχω συμπεριλάβει μια εικόνα και το αρχείο STL της μονάδας που δημιούργησα.

Λάβετε υπόψη εάν σχεδιάζετε ένα, βεβαιωθείτε ότι μετά την τοποθέτηση και τον διακόπτη στη θέση τους θέλετε να βεβαιωθείτε ότι ο διακόπτης και η βάση δεν σταματούν τη συμπίεση της λαβής, αλλιώς δεν θα αισθάνεστε σαν το πραγματικό όταν ασκείτε πίεση τη λαβή για να αφήσει το CO2 έξω. Iμουν σε θέση να αποκτήσω πλήρη κίνηση, για καλύτερη αίσθηση προσομοίωσης.

Χρησιμοποίησα έναν μικροδιακόπτη με έναν κύλινδρο πάνω του, νομίζω ότι αυτό θα διαρκέσει περισσότερο και θα δώσει καλύτερη διάρκεια ζωής από ό, τι μια έκδοση μοχλού.

Άφησα τον διακόπτη και τον έδεσα στην τρισδιάστατη εκτύπωσή μου και μετά άνοιξα δύο οπές στερέωσης. Θα μπορούσατε επίσης να τροποποιήσετε το αρχείο.stl για να εκτυπώσετε 3d αυτήν τη βάση με τρύπες.

Στη συνέχεια μέτρησα το άκρο ακτίνας του πυροσβεστήρα. Ορισμένοι πυροσβεστήρες μπορεί να έχουν κώνο αντί για μια μικρή άκρη. Το δικό μου είχε μια άκρη. Στη συνέχεια μέτρησα το πίσω τμήμα του φακού για να πάρω και την ακτίνα αυτού. Πήγα πίσω στο TinkerCad και δημιούργησα ένα σχέδιο που θα έδενε τον φακό και την άκρη του πυροσβεστήρα και θα το έκανε εύκολο στο σέρβις.

Έχω επισυνάψει το STL για αυτήν την προσπάθεια, απλά εκτυπώστε δύο για να φτιάξετε τον σφιγκτήρα. Ο φακός ήρθε από το Harbor Freight.

Στη συνέχεια αφαίρεσα το πίσω καπάκι που καλύπτει τις μπαταρίες στον φακό και έκοψα το κουμπί. Τύπωσα ένα βύσμα για να συμπληρώσω αυτόν τον χώρο και στερέωσα την καλωδίωση στην μπαταρία και τη θήκη. Το βύσμα εκτύπωσε μια τρύπα, ώστε να μπορώ να βάλω μια βίδα 4-40 μέσα από την τρύπα. Η κεφαλή βίδας έρχεται σε επαφή με τον ακροδέκτη της μπαταρίας όταν βιδώνετε ξανά τη βάση και, στη συνέχεια, κόλλησα το άλλο άκρο και σφίξαμε με δύο περικόχλια 4-40 για να κάνω το κύκλωμα μέχρι το διακόπτη στη λαβή. Το άλλο σύρμα χτυπάται και προσαρτάται στο πλάι της θήκης του φακού για να ολοκληρωθεί το κύκλωμα. Τώρα, μπορείτε να δοκιμάσετε πιέζοντας τη λαβή και κλείνοντας το διακόπτη, ο φακός σας θα ανάψει για να επαληθεύσει τη λειτουργία.

Βήμα 3: Το σύστημα

Αυτό το κύκλωμα είναι αρκετά εύκολο να ακολουθηθεί. Έχω συμπεριλάβει το διάγραμμα Fritzing για ευκολία στην παρακολούθηση. Εάν δεν χρησιμοποιείτε το Fritzing, συνιστώ ανεπιφύλακτα αυτό το δωρεάν εργαλείο, καθώς διευκολύνει την τεκμηρίωση και αν θέλετε να δημιουργήσετε μια πραγματική πλακέτα υπολογιστή, μπορεί να δημιουργήσει τα κατάλληλα αρχεία για αποστολή για αυτήν την υπηρεσία.

Η θεωρία λειτουργίας αυτής της συσκευής είναι ότι έχουμε τέσσερα (4) κελιά φωτογραφιών κατανεμημένα στο κάτω μέρος της προσομοιωμένης φωτιάς. Τα φωτοκύτταρα λαμβάνουν μια σταθερή ποσότητα φωτός στο παρασκήνιο, η οποία καταγράφεται κάθε φορά που το φωτοκύτταρο ερωτάται από το Arduino. Υπάρχει ένα "προκατειλημμένο" φωτοκύτταρο που βρίσκεται πίσω από την προσομοιωμένη φωτιά. Αυτό χρησιμοποιείται για τη λήψη του φωτισμού περιβάλλοντος στην περιοχή γύρω από τον προσομοιωτή. Αυτό στη συνέχεια χρησιμοποιείται στον προγραμματισμό για να βεβαιωθείτε ότι το αδέσποτο φως δεν ενεργοποιεί τα φωτοκύτταρα. Όταν μετακινείτε τον φακό από το ένα φωτοκύτταρο στο άλλο, τότε καταχωρήστε το φως υψηλότερης έντασης. κάθε φωτοκύτταρο πρέπει να "χτυπηθεί" τρεις φορές πριν θεωρηθεί καλό "σκούπισμα" της φωτιάς. Αυτή η καταμέτρηση γίνεται από το πρόγραμμα Arduino. Μόλις επιτευχθεί ο αριθμός τριών για κάθε φωτοκύτταρο, θα χτυπήσει ένας βομβητής και θα αναβοσβήνει ένα LED πύργου για να δείξει ότι ο χειριστής έχει ολοκληρώσει την εργασία. Το λογισμικό τους μετατρέπει όλους τους μετρητές στο μηδέν για να ξεκινήσει ξανά.

Βήμα 4: Το ηλεκτρονικό κύκλωμα

Χρησιμοποίησα μια τυπική σανίδα για να φτιάξω και να δοκιμάσω το κύκλωμα. Στη συνέχεια, χρησιμοποίησα έναν πίνακα πρωτοτύπου συγκολλήσεως για να μεταφέρω την καλωδίωση. Πρέπει να διασφαλίσετε ότι όλοι οι χώροι σας συνδέονται με μια κοινή τοποθεσία. Οδηγώ και τον βομβητή, το LED και την πλακέτα UNO από 12 βολτ για να απλοποιήσω το κύκλωμα. Θα μπορούσε επίσης να τελειώσει με μια μπαταρία, αλλά χρησιμοποίησα ένα παλιό τροφοδοτικό φορητού υπολογιστή. Εδώ είναι μια πανοραμική άποψη του κυκλώματος. Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας γίνεται εντός του κώδικα λογισμικού.

Όλα τα Φωτοκύτταρα έχουν σύνδεση με τη ράγα +5 και στη συνέχεια με τη γείωση μέσω αντίστασης. Χτυπιούνται στο σημείο σύνδεσης μεταξύ του σκέλους φωτοκυττάρων και της αντίστασης και επιστρέφουν στις αναλογικές εισόδους στο Arduino.

Το ρελέ έχει ρυθμιστεί για να ενεργοποιείται από τον πείρο Arduino και να παρέχει 12 βολτ στο φως και το βομβητή LED όταν η λογική του προγράμματος διαπιστώσει ότι κάθε φωτοκύτταρο έχει "χτυπηθεί" από το φως τρεις φορές. Αυτή είναι μια μεταβλητή που μπορείτε να αλλάξετε εάν θέλετε να λάβει λιγότερα ή περισσότερα περάσματα του πυροσβεστήρα.

Έχω συμπεριλάβει το αρχείο Fritizing, ώστε να μπορείτε να εξετάσετε όλες τις συνδέσεις καλωδίωσης και σανίδων.