In augustus hebben we gewerkt op twee fronten: het samenbouwen van het prototype en het ontwerpen van het meetsysteem. Het invullen van de website is verschoven naar een latere datum.
De eerste testen met extra ballast en verbeterde aandrijving
Onze stukken zijn deze keer mooi volgens de planning toegekomen. Normaal bestellen we onze stukken 'ex-works'. Dan sparen we transportkosten uit door zelf om de stukken te rijden. Bij de ballast kwam de offerte terug met de levering inclusief. Aangezien het hier over 2,4 ton ging, was dat zeer welkom, want zo'n gewicht kunnen we zelf niet meer vervoeren. Toen de ballast aankwam werd dit nogmaals duidelijk. De fronthef van de tractor liet tijdens het lossen duidelijk verstaan dat we bijna buiten zijn werkgebied zaten. Nadat we de ballast rustig binnen hadden gereden, konden we beginnen aan de ombouw. De ombouw verliep zeer vlot waardoor we al snel een test konden doen op aarde. Deze test bracht een paar zwakke punten in onze verbetering naar boven. Deze punten werden gecorrigeerd en zo konden we opnieuw testen. Hier kwamen nieuw punten naar boven en zo bleven we een eind bezig. Na een paar dagen hadden we onze machine op een punt waarop ze goed werkte in stilstand. Dit was stap één in ons test plan: stilstaand testen. Stap twee was vooruit rijden. Dat vooruitrijden bracht al snel een nieuwe zwakke plek aan het licht. Helaas beschikten we niet over de juiste stukken om de machine te herstellen en moesten we het testen staken. Bij het bestellen van de wisselstukken hebben we onmiddellijk extra onderdelen besteld. Indien we de zwakke plek niet voldoende kunnen verbeteren, kunnen we zo toch de andere testen uitvoeren en meetgegevens verzamelen.
Meten is weten, gissen is missen
Dat brengt ons bij het meetsysteem. Nu de machine getoond heeft dat ze aarde kan verdichten, kunnen we investeren in een meetsysteem. Dankzij ons testplan hadden we al een goed idee van de sensoren die we nodig hebben en hoeveel ingangskanalen de datalogger moet hebben. Om de data te loggen, kozen we voor een data acquisitie systeem van National Instruments. Even speelden we met het idee om zelf een systeem te bouwen op een arduino. Dat lieten we snel varen toen we zagen hoeveel een basis systeem maar kost ( €220 ! ). Met de NI6001 datalogger hebben we een plug&play systeem waarvan we niet moeten twijfelen over de correctheid van de gegevens. De uren die we zouden spenderen om op basis van de arduino een gelijkaardig systeem te bouwen kunnen we niet verantwoorden. Na een speurtocht op het web, vonden we ook verschillende sensoren met het nodige meetbereik. We hebben een diagram gemaakt met al de aansluitingen en al de verschillende specificaties om ervoor te zorgen dat we die sensoren ook kunnen uitlezen met de NI6001. Eerst een versie op het whiteboard en nadien in yEd, een gratis programma om flow charts te maken. yEd is niet gericht op elektrische schema's, maar de functionaliteit laat wel toe om een basis schema te maken. Zo kunnen we ons meetsysteem goed documenteren en later snel fouten opsporen. Als er iemand andere (goedkope) alternatieven kent voor E-plan etc., laat zeker weten!
Uitdaging 1: voedingsspanning! Uit de specificaties bleek dat we voor de meeste sensoren een 12V voeding nodig hebben. Op de NI6001 is dit niet beschikbaar. We doen een beroep op de tractor om de 12V te leveren. De tractor levert echter geen exacte 12V af. Dat is voor de sensoren geen probleem, maar het zorgt wel voor een complicatie bij de string potentiometer. Deze werkt immers als een spanningsdeler. Dat wil zeggen dat de uitgangsspanning een bepaalde fractie is van de ingangsspanning. De fractie wordt bepaald door de trekdraad. Als de draad verder uitgetrokken wordt, wordt de fractie hoger en stijgt de uitgangsspanning. Dit wil ook zeggen dat de uitgangsspanning zal dalen wanneer de voedingsspanning daalt. Het is dus belangrijk dat we ook de ingangsspanning kennen om de fractie en zo de draadlengte te kunnen bepalen. De complicatie kan dus eenvoudig opgelost worden door ook de ingangsspanning te meten. Dit kan niet rechtstreeks, want de NI6001 kan maar tot 10V meten en de ingangsspanning schommelt rond de 12V. Om de ingangsspanning te meten gebruiken we opnieuw een spanningsdeler, maar nu met een vaste verhouding.
Uitdaging 2: maximale signaalstroom
Om toerentallen uit te meten gebruiken we inductie sensoren. Deze verbinden de signaaldraad met de massa wanneer er een metalen voorwerp dichtbij komt. Op het kettingwiel voorzien we een inkeping of uitstulping die elke omwenteling aan de sensor passeert. Om een signaal te krijgen moeten we de signaaldraad verbinden aan een spanningsbron. Wanneer de sensor de signaaldraad verbindt met de massa mag de stroom niet te groot zijn, anders verbrandt de spanningsbron of de sensor zelf. Daarom plaatsen we een weerstand tussen de sensor en de spanningsbron. Zo'n weerstand wordt een 'pull-up' weerstand genoemd. Ze trekt de spanning terug naar boven wanneer de verbinding verbroken wordt. De weerstand kiezen we groot genoeg om de stroom onder de maximumstroom te houden voor zowel de sensor als voor de spanningsbron.
Eens alles goed nagekeken was, hebben we de onderdelen besteld. Normaal zijn alle componenten op tijd voor het maïsseizoen!
September: het moment van de waarheid
De machine heeft reeds getoond dat ze aarde kan verdichten. Normaal zijn de wisselstukken op tijd zodat we de machine voor het eerst kunnen testen op een maïskuil! Ook is het meetsysteem onderweg zodat we de beweging kunnen meten. Naast al het Triptolemus werk, treed ik (Bart) in het huwelijk met de meest wonderbaarlijke vrouw ter wereld. September belooft een drukke, maar veelbelovende maand te worden!
Comments