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Oct 04, 2023

Construire un récipient de collecte d'eau à partir de zéro

Opensource.com Mon équipe de Singapore Polytechnic a fabriqué un récipient de collecte d'eau pour le module Ingénierie et conception, dans le cadre du programme Engineering Academy. L'équipe était composée de quatre membres

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Mon équipe de Singapore Polytechnic a fabriqué un récipient de collecte d'eau pour le module Ingénierie et conception, dans le cadre du programme Engineering Academy. L'équipe était composée de quatre membres de disciplines différentes : Thomas et Ryan du diplôme en génie mécanique, et Hwee Peng et moi-même, Ajay, du diplôme en génie électrique et électronique. Le projet a duré plusieurs mois, de décembre 2015 à février 2016.

Le programme Engineering Academy est proposé aux meilleurs étudiants de l'École de génie électrique et électronique, ainsi que de l'École de génie mécanique et aéronautique de l'École polytechnique de Singapour. Le programme vise à transmettre des compétences dans une multitude de disciplines : électricité, électronique, mécanique, chimie, design et commerce.

Le cahier des charges qui nous a été présenté en début de semestre était le suivant : « Concevoir un véhicule capable de prélever deux échantillons d'eau, à un mètre et à deux mètres sous l'eau. » Cela nous a posé un défi car il y avait de nombreuses subtilités du véhicule auxquelles nous devions réfléchir, et c'était une entreprise énorme.

Cependant, nous avons relevé le défi à bras ouverts. Nous savions que cela mettrait toutes nos connaissances à l’épreuve et nécessiterait la recherche d’encore plus d’informations par nous-mêmes. Cet article décrira le processus très itératif de planification et de prototypage, et présentera le fruit de notre travail.

Nous avons eu de nombreuses idées après avoir fait preuve de prospective en énumérant autant de défis auxquels nous risquions de faire face, puis en proposant les solutions correspondantes. Après tout, il s’agirait d’un véhicule qui flotterait ou s’immergerait dans l’eau. Une fois que l’eau entre en scène chaque fois qu’un appareil électronique est concerné, l’imperméabilisation est impérative. Avec le recul, il est amusant que nous ayons même envisagé l'idée d'un véhicule submersible au lieu d'un simple navire flottant, compte tenu de la quantité de contraintes que nous avions en termes de temps, de matériaux et de méthodes de fabrication.

Pour le corps principal du navire, nous avons décidé d'utiliser des tuyaux en polychlorure de vinyle (PVC) pour la base du navire et de l'acrylique pour former la structure de support principale. Nous avons constaté que le PVC était un matériau relativement bon marché mais flottant et que, dans un réseau de tuyaux fermés, il emprisonnait l'air à l'intérieur, ce qui contribue encore plus à la flottabilité. Nous voulions utiliser des pièces en acrylique car elles étaient faciles à fabriquer et offraient un support structurel adéquat. Tout ce dont nous avions besoin était un dessin schématique en 2D, et la découpeuse laser pouvait faire le reste du travail.

Initialement, nous avions prévu d'utiliser des électrovannes 12V pour réguler l'entrée d'eau dans les conteneurs. Cependant, nous avons constaté que les vannes fournies par nos professeurs ne fonctionnaient pas comme prévu pour une raison particulière. Tous les composants semblaient fonctionner correctement, cependant, les vannes ne permettaient pas à l'eau de s'écouler librement malgré des tests approfondis. Nous soupçonnions que cela avait quelque chose à voir avec la force du solénoïde à l'intérieur, ou peut-être était-ce dû à un défaut de conception majeur dès le départ.

Comme l’achat de nouvelles vannes était hors de notre budget et aurait introduit une multitude d’autres problèmes, nous avons recommencé à dessiner et avons fait davantage de recherches sur les échantillonneurs d’eau.

Nous avons découvert le Van Dorn Water Sampler, qui est une méthode ingénieuse de collecte d'eau, travaillant sur l'élasticité et un mécanisme de libération rapide. Nous avons encore simplifié la conception pour l'adapter à notre navire.

Le graphique ci-dessous illustre le fonctionnement du conteneur. Il est abaissé par une corde en nylon et, une fois atteint la profondeur souhaitée, un messager (un poids) est envoyé tomber le long de la corde pour frapper le levier qui serait libéré de sa position coincée et provoquerait la fermeture du conteneur, emprisonnant l'eau à l'intérieur. il.

Nous avons opté pour l'idée de plonger les conteneurs dans l'eau aux profondeurs respectives et de collecter les échantillons d'eau pendant que le corps principal du navire restait flottant. Nous avons d'abord pensé à utiliser un bras pour abaisser le conteneur puis le remonter. Cependant, cela n'aurait été possible que si nous avions utilisé l'électrovanne dans le réservoir d'eau.