عجلة القياس

اسم المشروع
عجلة القياس
هى : وسيلة اقتصادية لقياس الاطوال الافقية وتعتمد على نفس تقنية عداد السيارة
الاستخدامات :
- تستخدم فى الاعمال الاستكشافية والقياس التقريبى لاطوال الحدود والاطوال الكبيرة
- تستخدم فى اعمال الحصر بالمشروعات ذات الامتداد الطوالى
- غالبا ما تستخدم من قبل عمال الطرق او المرافق تحت الارض
- يستحدمها المزارعين لاتخاذ تدابير سريعة
الدقة نوعان
1 - دقة العمل
2 - دقة الالة
اولا دقة العمل
تتوقف على طوبوغرافية الارض - نوع التربة (رملية - طينية – ملساء- طرق وعرة)
ثانيا دقة الالة
تتوقف على عدد الثقوب - طول قطر العجلة فكلما زاد عدد الثقوب وقل القطر زادت الدقة – نوع العجلة ( ملساء – خشنة )
وغالبا ما تكون الدقة 1:200
انواع الاله يوجد نوعين للالة
1 - نوع يتم فية قياس المسافة الكترونيا (( وهذا ما نقوم به فى المشروع ))
2 - نوع يتم فية اضافة جهاز نقر على محور العجلة تعمل نقرة واحدة مسموعة لكل لفة من العجلة ويكون عدد اللفات من قبل الشخص المستخدم للالة يتم حساب المسافة عن طريق عدد اللفات من محيط العجلة وفى هذه الطريقة يكون المحيط معلوم مسبقا
احجام عجلات القياس
هناك احجام مختلفة من عجلات قياس المسافة التى يمكن الاختيار من بينها حسب نوعية العمل المطلوب هذه الانواع هى :
1 - عجلات كبيرة وتستخدم فى الاعمال المفتوحة مثل قياس طريق
2 - عجلات متوسطة تستخدم فى العمل داخل الاماكن المغلقة
3 - عجلات صغيرة وتستخدم للقياس الداخلي
انواع العدادات :
1-عدادات ميكانيكيه:وهي لا تقدم الا وحدة قياس واحدة مثل ( سم - يارده )
2- عدادت الكترونية وتقدم وحدات متعددة للقياس فى نفس نموذج العمل
الفكرة :-
تتلخص في حساب الطول من خلال حساب عدد اللفات
طبقا للقانون :L=2*3.14*r * n
ولتطبيق هذه الفكرة الكترونيا:- (الأساس العلمي)
1 . استخدام عجلة ذات قطر معلوم مثقبة الي عدد معلوم من الفتحات علي مسافات متساوية . كل فتحة تمثل جزء من دائرة.
2 . وعن طريق تثبيت مقاومة حساسة للضوء يثبت في مقابلها مصدر ضوئي حيث يمر الضوء خلال الثقوب عند دوران ليصطدم بالمقاومة الضوئية ..... وبمعلومية قطر العجلة وطبقا للمعادلة
L=2 *3.14 *r *n
والتي تعدل لتصبح:-
L=2*3.14*r *number of counting holes \number of wheels holes
وبذلك يتم حساب المسافة الكترونيا
أهداف المشروع :-
1. يستخدم كوسيلة اقتصادية لقياس الأطوال
2. يستخدم في أعمال الأستكشاف والقياس التقريبي لأطوال الحدود والأطوال الكبيرة
3. يستخدم في أعمال الحصر بالمشروعات ذات الامتداد الطولي خاصة اعمال الطرق 4.إعطاء المسافه المقاسه بشكل مباشر وبذلك يتلافي العيوب البشريه في تجميع المسافات 5. كبر المسافه المحسوبه فهو يقوم بحساب المسافه تصل الي 6000 متر 6.أن يكون قادر علي قياس الدورانات والإنحنائات وبذلك يمكنه قياس الحدود الخارجيه مره واحده
خطوات تنفيذ المشروع: -
1. من خلال فكرة العمل والأساس العلمي والهدف من الجهاز والدقة
تم تحديد متطلبات ومكونات الدائرة الالكترونية .
وبذلك تبين الاحتياج الي :-
أ‌مفاتيح للتحكم في:-
1- نصف القطر
1. عدد الثقوب
2. التشغيل
3. التوقف والاستمرار
ومما سبق يتبين احتياجنا لمفتاحين للتحكم في ادخال نصف القطر بالزيادة أو بالنقص وكذلك بالنسبة لعدد الثقوب
ومن المعلوم أن أي دائرة الكترونية لابد أن يتوفر فيها الأتي :-
1. مقاومة لكل مفتاح لاعطاء قيمة للمفتاح 0,1 من خلال توصيل وفصل المقاومة
2. دايود لتوحيد اتجاه التيار
3. كريستالة لامداد ال IC بالذبذبات
4. REGULATOR:-يقوم بتنظيم الجهد
5. المكثف:- حفظ جزء من القدرة لكل مكون من مكونات الدائرة
6. مصدر الطاقة :- وهو عباره بطاريه جافه صغيره
7. مقاومة ضوئية (LDR)قيمتها تزيد عن تعريضها للضوء
• تم طباعة التصميم
• من خلال مقاس التصميم تم تحديد أبعاد البوردة
ملحوظة :- البوردة عبارة عن طبقة من البلاستيك وعليها طبقة من النحاس وبلصق البوردة المطبوع عليها التصميم يتم طباعة الحبر علي النحاس لتصبح عازل للنحاس .
• بوضع البوردة في الحمض تتأكل طبقة النحاس فيما عدا الأجزاء المعزولة بالحبر فيظهر التصميم فتكون البوردة عبارة عن شبكة توصيل من النحاس .
• تنقل البوردة من الحمض الي حوض ماء لازالة الورقة السابق لصقها فتظهر شبكة التوصيل النهائية .
تم ازالة الحبر الموجود علي الشبكة النحاسية بواسطة سلك مواعين
• م تثقب فتحات توصيل المكونات بالدائرة الالكترونية بواسطة جهاز DRILLER
لحام المكونات الالكترونية علي البوردة بواسطة الكاوية
• يتم البرمجة بال MICRO CONTROLLER:- عبارة عن رابط يقوم بتحويل الاشارات الكهربية (المدخلات)الي بيانات تظهر علي ال LCD
اشارات كهربية ــــــــــــــ تحويل وبرمجة ـــــــــــــــــــــــ بيانات تعرض علي ال LCD
• وضع ال IC بعد برمجته في مكانه علي البورده.
وضع شاشة LCD في مكانه
الجزء الميكانيكي :-
1. عجلة ذات قطر 15 سم وعدد 8 فتحات علي أبعاد متساوية
2. اطار يركب علي العجلة ومثبت به موضعين لوضع المقاومة الضوئية ومصدر الضوء علي محور واحد.
3. موضعين أعلي الاطار أحدهما لتثبيت ال LCD والاخري لتثبيت اللوحة الالكترونية.
4-يد تساعد علي التحكم في امساك الجهاز
التقييم الابتدائي
بعد الانتهاء من المشروع كنموزج أولي وبالتجربة ثبت أن الجزء الالكتروني يعمل جيدا وبالدقة المطلوبة .
وحيث أن ال LCD وجميع المفاتيح جميعا مثبتة علي اللوحة الالكترونية
وقد تم بعض التعديلات المطلوبه وهي
1. من اهم العيوب التى كانت توجد فى المشروع والتى تؤثر على المسافة بشكل كبير وهى عند رجوع العجلة للخلف يتم اضافة مسافة الجوع وليس طرحها ولذالك تصحيح هذا الخطاء وذالك باضافة عنصر تحكم ليطرح مسافة رجوع العجلة اثناء العمل مثال : لو تحركت العجلة مسافة 20 متر للامام ثم رجعت العجلة مسافة 5 متر فيتم احتساب المسافة النهائية 15 متر وليس 25 متر اى انها تقوم بحساب الازاحة وهذه من اهم الاضافات فى هذا المشروع
2. وجود صعوبه فى قرائة الشاشة فى الوضع العادى للوحة الالكترونية والشاشة وتلافيا لهذا العيب تم تحميل اللوحة على حامل معدنى صغير قابل للتحكم فى وضع وزاوية الرؤيه للوحة
3. تم اضافة قطعة معدنية صغيرة لعدم خروج الدائرة من داخل العلبة الحافظة وفى نفس الوقت يتم فك القطعة المعدنية عند حدوث اى عطل داخل اللوحة الالكترونية ثم ادخالها مرة اخرى واعادة ربط القطعة المعدنية لتثبيت اللوحة فى مكانها
4. بالنسبة للعجل : وجد ان استخدام العجل المطاط ( المنوفوخ بالهواء قد يغير من محيط العجلة وذالك بانخفاض او ارتفاع ضغط الهواء داخل الاطار مما يؤثر على المسافة المقطوعة وتلافيا لهذا العيب تم استبدال هذه العجلة بعجلة اخرى ذات اطار معدنى (مطبوخ) لا تتاثر بالعوامل الجوية ولا يزيد القطر ولا ينقص (ذات قطر ثابت)
5. بالنسبة للاطار : تم تجربة اطار خشبى فوجد انه سهل الكسر نتيجة ربط الاجزاء المعدنية بة – وصعوبة تماسك العجلة والجهاز بة لذالك تم استبدالة باطار معدنى قوى يتحمل اضافة لحام العجلة واللوحة الالكترونية علية
6. بالنسبة لوضعية اللوحة الالكترونية على الاطار : وجد ان اللوحة الاكترونية قد تتعرض للاضرار مثل الرمال والغبار الحشائش ولذالك تم ذيادة طول السلك وذالك لوضع اللوحة الالكترونية على الاطارمن أعلى
7. عند وضع اللوحة الالكترونية داخل علبة حافظة لها : كان هناك صعوبة فى استخدام مفاتيح التحكم لذالك تم اضافة وصلة او سلك ورفع المفتاح الى خارج العلبة
8. تم اختيار عجلة غير ملساء بالكامل حتى لا تكون درجة الانزلاق عالية 9. تم إضافة شريحه صغيره علي المقاومه الحساسه وذلك حتي لايصل أي مصدر ضوئي خارجي إلا من خلال مصدر الاضائه النهائي التقييم :- بعد إجراء التعديلات السابقه وتجربة المشروع تبين أن جميع أجزاء المشروع كانت تعمل بالشكل المطلوب وأن المشروع قادر علي العمل علي أرض الواقع
- بعض الاعتبارات التى ينصح بها فريق العمل لجعل الالة قابلة للعمل داخل سوق العمل:-
بعد اجراء التجارب النهائية وجد فريق العمل عدة احتياجات يوصى بها وذالك لتحسين المشروع وجعلهة يعمل بكفائة عالية ويكون ملائما للعمل الفعلى داخل الحقل او فى موقع العمل ومع وجود هذه التوصيات الا انها لا تؤثر بدرجة كبيرة على قياس المسافة وهو الغرض من المشروع ولكنها توصيات خطرت بفكر فريق العمل للوصول الى اعلى درجات الكفائة المرجوة ومن هذه التوصيات
1_ فى التربة الرملية قد يتم غوص العجلة داخل التربة وهذا يؤدى الى صعوبة حركة العجلة ولذالك من الممكن اضافة عجلات مساعدة او تبديل العجلة بعجلة اخرى اعرض لتخفيف الضغط من العجلة على التربة
2_ فى الاراضى اطينية او الموحلة او التى بها عوائق يكون قطر العجلة الصغير من العوائق حيث يكون قطر العجلة صغير وبالتالى يكون المقاومة الحساسة و مصدر الاضائة عرضة اكثر للتلف نتيجة قربها من الارض ولذالك ننصح باستخدام عجلة ذات قطر كبير فى هذة التربة حتى تكون المقاومة الحساسة ومصدر الاضائة بعيدة عن الموعوقات الارضية والوحل
3_ فى هذا المشروع كانت البطاريات صغيرة وبالتالى مداها صغير ولذا ننصح باضافة بطاريات اخرى اكبر ولكن لابد ان تكون ملائمة لجهد اللوحة الاكترونية حتى لا يحدث خلل فى اللوحة
4_ ان يكون المشروع قابل لتغير العجلات باقطار مختلفة لنفس نموذج العمل حتى تناسب الاعمال المختلفة
5_ اضافة وحدات قياس مختلفة ( سم – بوصة – ياردة ) فى نفس نموذج العمل
6_ ان تكون الفتحات داخل العجلة ذات عدد كبير وذالك حتى تقيس وحدات اصغر لان اصغر وحدة تققيسها العجلة هى المسافى بين كل فتحتين متتاليتين فاذا كانت مثلا 5سم فان الجاهاز يقراء كالتالى 5-10-15 وهكذا اما اذا كانت المسافة بين الفتحتيتن المتتاليتين 2سم مثلا يقرا الجهاز كالتالى 2-4-6 وهكذا وهذا يئدى الى زيادة الدقة فى الجهاز
الأدور التي قام بها أعضاء المجموعه تم تقسيم أعضاء المجموعه إلي ثلاث مجموعات 1. مجموعه مكلفه بالبحث 2. مجموعه مكلفه بالشراء 3. مجموعه مكلفه بالتنفيذ