anemómetro AADR. cazoletas

Las cazoletas! esas semiesferas huecas... donde desayunamos cereales con leche. Si leísteis la anterior entrada, anemómetro AADR. CNY70, os habréis fijado en el número de "palas" que utilizaremos: 3. Necesitábamos un modelo a reproducir y afortunadamente me esperaba en Ikea.

Comprado en IKEA

Pero las medidas del modelo no fueron aleatorias! casualmente, en mi modelo teórico, había contemplado la fuerza ejercida por el viento a unos eventuales 25 m/s sobre una superficie de una semiesfera. Destino o coincidencia, el diámetro interior del bol de bambú coincidía exactamente con el de mis cálculos.

No la indiqué, pero existe una pequeña planicie en la base del bol. 

Y seguimos en esta fase: la copia del modelo. Tenemos la resina de poliéster con la que reproduciremos la cazoleta. También la silicona para el molde. Sin embargo, en un principio intentamos soluciones más pintorescas. Creo que merece la pena exponerlas, también sus fatídicas consecuencias pues son tan simpáticas como nosotros.

Intento 1 (el molde paleolítico)

Durante una sesión de debate llegamos a la romántica conclusión de que una buena forma de no gastar demasiado dinero en el molde sería intentar hacerlo de arcilla. Y es barato de narices! 2kg de arcilla salen a 1,60€ en elcorteinglés frente a los 18€ de la silicona. Pero lo realmente impagable fue ver cómo dos personas se dedicaban a aporrear el barro para "meterlo en cintura". En nuestra defensa alego el uso de un pequeño armado alámbrico, supuesto en un principio para ayudar a la arcilla a superar sus propias tensiones internas durante el secado, a fin de una mejor cohesión y mayor resistencia mecánica frente a tensiones externas, golpes,... En fin, las imágenes hablan por sí solas:

El autor espera que el tono monocromático de la fotografía apene al lector.

Estas desafortunadas fotografías fueron tomadas tres días después de "terminar" de aporrear el barro. Utilizamos 5 kilogramos, intentamos una recuperación parcial del modelo pero fue en vano. Como se aprecia en ambas imágenes, las cohesión y compactación de la arcilla tras un secado al natural fueron muy deficientes. No teníamos (ni tenemos) horno. 

Intento 2 (el molde albañil)

Reconozco que lo pasé 1000 veces mejor. Yeso, alambres y planchas de poliestireno para reconstruir un encofrado. Nos las prometíamos muy felices con este sistema. Limpio, con buen acabado...

Para evitar que la humedad de la mezcla de yeso provocara pequeñas roturas en la madera destruyendo su acabado superficial, R y yo conseguimos colocar una fina capa de papel-film sobre la superficie de la semiesfera. 

Pero no hacer una buena mezcla y no tener en cuenta la presión ejercida en las paredes convirtieron este diseño mucho más ambicioso en esto:

En principio, el yeso debía alcanzar los 80mm sobre la base, es decir, haber llegado hasta la altura máxima de la pared. Lo hizo, pero la escasa resistencia a la presión de estas hizo que el yeso se filtrase por la base hasta que la presión sobre las paredes se equilibró con la resistencia máxima soportada. Para entonces, habíamos perdido aproximadamente (20*140^2)mm^3 de yeso

Primero, un intento desesperado por contener la inminente rotura de las paredes. Estaban cediendo pese a la doble pared de 20mm de espesor pegada con cola blanca. Una cinta de papel film amarrada evitaba que las esquinas cedieran. Con todo el alambre sobrante nos dedicamos a "grapar" unas láminas con otras para evitar la desunión. También utilizamos alambres que se unían a la base (perpendicularmente) atravesando las paredes transversalmente. Fueron los más eficientes, obviamente.

Segundo, la mezcla la hice de tal manera que jamás secó. Cagada capital, al día siguiente, cuando se hizo más que evidente que me había pasado 3 pueblos con el agua, vacié el molde y tiré los residuos de yeso.

Intento 3 (el molde que viene)

Este se hará con silicona industrial (no tengo la referencia pues está en nuestro "laboratorio", prometo traerla). Es líquida, una vez "seca" resiste altas temperaturas, muy útil cuando cataliza la resina. Solidifica gracias a un catalizador, consigue muy buen acabado superficial pero desconozco las tolerancias. No obstante, al utilizar resina de poliéster, la pieza sin una capa de fibra no tiene las resistencias mecánicas deseadas, o sea: es mucho más frágil. Por lo tanto, y por mucho que lijemos, no será taaaan importante la pieza en sí, sino su acabado.

Algo me dice que pasaremos una temporadita sin él, hay muchos deberes que hacer y poco tiempo para divertirse. Una vez lo hayamos conseguido, subiré el producto final aquí y ojalá a la tercera sea la vencida.

Por extrema pereza, el autor de esta imagen (yo), ha desechado su reedición para dotarla de una vía de entrada de resina. 

anemómetro AADR. CNY70

Nuestro primer hijo! AADR son las iniciales de cuatro amigos que quieren poner sus conocimientos adquiridos en escuelas politécnicas y universidades al servicio de la obtención de energía (renovable). Podría enumerar las mil razones por las que la eólica es un recurso excelente para obtener energía de forma rápida, segura y limpia pero no lo haré porque existe wikipedia para eso (y por pereza).

Resina de poliester, PVC, hierro... Materiales a los que tenemos acceso. Nada me gustaría más que tener una fundición cerca o una impresora 3D (apunte estuve de adquirir una Prusa). Por desgracia, vivir aislado tiene estos inconvenientes y nos limita sobremanera a la hora de poner nuestra "imaginación" al servicio del producto.

La imagen que se muestra bajo estas líneas corresponden a un renderizado que hice en sw, realmente no sirve como esquema, es solo fachada, mi intención era que los materiales con capas traslúcidas dejaran penetrar mejor la luz para dejar al descubierto su mecánica interna.

Render anemómetro AADR

Por eso, creo que será mejor utilizar la imagen del ensamblado de componentes con su traslucido original (abajo). Y si, es bastante menos elegante pero deja ver los detalles mucho mejor. Como casi siempre, la belleza está en el interior... x'D. 

Un descuido por mi parte: la pieza que cubre el colector de ejes tiene demasiada altura

Sin embargo, un trío de cazoletas unidas a un eje que gira sobre sí mismo no puede contar vueltas solo... necesita la ayuda de un "cerebro" y un pequeño sistema electrónico. Para un proyecto tan pequeño y humilde, nada mejor que un arduino NANO. Un gran (pequeño) precio para unas prestaciones más que aceptables y un tamaño tan reducido que no supera el meñique de la mano de un adulto. Puede funcionar a 3 ó 5 V, por eso nos viene increíble.

Arduino NANO, funcionará a 5V pues sus sensores suelen hacerlo a este voltaje

Tenemos un cerebro que cuenta... pero el qué?, después de hablarlo con R (yo estaba empeñado en usar sensores de efecto Hall para contar las revoluciones del eje) decidimos utilizar un pequeño optoacoplador pues R ya había trabajado con ellos antes y son bastante fiables. El sensor en cuestión se llama CNY70.

El CNY70 funciona, de manera muy esquematizada, así: un emisor (ánodo) de luz proyecta un haz, si estos impactan sobre una superficie reflectante el receptor (cátodo) deja pasar la corriente, si no, la corta. Transmitirá entonces dos estados de energía: on y off. Al arduino, por tanto, nos queda programarlo para contar cuántas veces cambia de estado el sensor y por ende, a cuántas revoluciones se mueve el eje.

Vista abatida del disco acoplado al eje. El haz de luz sobre la superficie negra es incapaz de rebotar con la suficiente intensidad para llegar al receptor (derecha). Una superficie blanca es ideal para hacer rebotar luz (efecto albedo)

Por hoy concluyo esta pequeña introducción del sensor CNY70. El diseño del anemómetro está bastante más avanzado. De hecho estamos concentrados en la parte práctica, no obstante iré subiendo más información y sobretodo, más detallada para aspectos tan técnicos como este... Alguien echará de menos los datasheets del sensor y del arduino. Paciencia! ya colgaré también algún día los archivos .ino y más pronto los pequeños cálculos de los componentes mecánicos o los esquemas de PCBs de los electrónicos.

Me presento!

Saludos!! Posiblemente estés aquí porque me conoces y te habré dado la tabarra en algún momento con alguna de mis "ideas" o "proyectos". Con "aficiones y mecánica" pretendo contarte todo eso sin necesidad de arruinar la quedada de una noche de sábado. Si en cambio eres nuevo por aquí: bienvenido! y si además sois participativos, críticos o si os gusta morder en las debilidades... más que bienvenido!

De momento seré todo lo conciso posible: pretendo escribir un semanario tecnológico y cualquier cosa que haga en mi vida relacionada con ello la apuntaré aquí. De la mejor forma siempre, no obstante esperad mis errores pues habrán muchos y tal vez perdamos la cuenta. El cometido final del blog, sin embargo, es mucho más ambicioso pero apenas estoy empezando...