Wind Tunnel

INTRODUZIONE (italiano)

Hi, user. Grazie per aver selezionato il nostro Instructable per costruire un tunnel del vento fai-da-te. In questa guida, esploreremo insieme i materiali e le procedure necessarie per realizzare un eccellente tunnel del vento.

Desideriamo sottolineare che il progetto che realizzeremo ha uno scopo esclusivamente didattico e dimostrativo. Infatti, per raccogliere dati e condurre misurazioni accurate, sarebbe essenziale disporre di un tunnel di dimensioni superiori e di un flusso d’aria considerevolmente più rapido. Ora, procediamo senza ulteriori indugi a esaminare i materiali necessari per il nostro progetto.

INTRODUCTION (english)

Hi, user. Thank you for selecting our Instructable for building a DIY wind tunnel. In this guide, we will explore together the materials and procedures needed to make an excellent wind tunnel.

We would like to underline that the project we will carry out has an exclusively educational and demonstrative purpose. Indeed, to collect data and conduct accurate measurements, it would be essential to have a larger tunnel and considerably faster air flow. Now, let's proceed without further ado to examine the materials needed for our project.

MATERIALI (italiano)

• Pannello di polipropilene alveolare dallo spessore di 1cm (38x62 cm)
• Pannello di polipropilene alveolare dallo spessore di 1cm (11x6 cm)
• Pannello di plexiglass (15x62,5 cm)
• Ventola di raffreddamento per PC da 12 V (12x12 cm)
• 2 Strisce led (50 cm circa) con lato adesivo (o utilizzare del nastro biadesivo)
• Cartone honeycomb (12x12 cm )
• Circa 250 cannucce di plastica dal diametro di 6 mm
• Kit arduino per le luci led 
• Vernice spray nera (preferibilmente opaca) 
• Colla a caldo (o alternative simili)
• Macchina del fumo (come quelle per le feste)
• sacco di plastica

MATERIALS (english)

• Honeycomb polypropylene panel with a thickness of 1cm (38x62 cm)
• Honeycomb polypropylene panel with a thickness of 1cm (11x6 cm)
• Plexiglass panel (15x62.5 cm)
• 12V PC Cooling Fan (12x12cm)
• 2 LED strips (approximately 50 cm) with adhesive side (or use double-sided tape)
• Honeycomb cardboard (12x12 cm)
• Approximately 250 plastic straws with a diameter of 6 mm
• Arduino kit for LED lights
• Black spray paint (preferably matte)
• Hot glue (or similar alternatives)
• Fog machine (like those for parties)
• plastic bag

PROCEDIMENTO (italiano)

Cominciamo assemblando la struttura principale del nostro tunnel del vento: Il corpo principale sarà costituito dal pannello di  polipropilene alveolare di un cm di spessore, che avrà un lato coperto interamente da plexiglass. 

• Tagliare dal pannello di polipropilene, aiutandosi con taglierino, un rettangolo di 38x62 cm, mantenendo le sezioni visibili sul lato corto (si dovrebbero distinguere 35 sezioni) 

• Utilizzare la vernice spray nero opaco per colorare un lato del pannello di polipropilene, in questo modo sarà più facile visualizzare il flusso dell’aria in presenza di luce.

• Aiutandosi con un taglierino tagliare solo uno dei due strati del pannello di polipropilene, per il lato lungo, rispettivamente a 12,5 cm (dodicesima sezione) e 25,5 cm (ventiquattresima sezione) partendo a misurare dal lato lungo. Una volta piegato il pannello in corrispondenza delle incisioni avremo un tunnel lungo 62 cm e largo 15 considerando lo spessore della struttura, e una sezione interna di 12x12 cm

• Una volta tagliato il plexiglass, e ottenuto un pannello di 15x62,5 cm che costituirà la parte frontale del nostro tunnel, (e che permetterà di osservare il modello all'interno e interagire con il flusso dell’aria), piegando il pannello di polipropilene, formiamo una struttura a C che verrà tenuta in posizione dal pannello di plexiglass e che incolliamo a formare il quarto lato e creare una struttura a parallelepipedo cavo, utilizzando la colla a caldo.

• COLLOCARE LA VENTOLA: Assicurarsi che tra la ventola e le pareti del tunnel non ci siano spazi da cui possa entrare o uscire l’aria. In caso fossero presenti circondare la ventola con un materiale isolante in modo da non far passare l’aria attorno, ad esempio il polietilene espanso (epe foam sheet). La ventola deve essere posizionata nel verso giusto: deve aspirare e quindi “buttare” fuori l’aria. Deve essere facilmente removibile per consentire l’inserimento di modelli per lo studio del flusso all’interno del tunnel.

• Creazione di una struttura in legno per contenere i filtri: la struttura deve avere una dimensione tale da poter essere inserita facilmente all’interno del pannello di polipropilene. La struttura è costituita da 4 lati di uguale dimensione (12x12x12 cm) tenuti insieme da un collante (ad esempio dello scotch). Una volta creata la struttura cava, si blocca uno dei due lati del cubo ancora aperti con una zanzariera a cui verranno appoggiate le cannucce di uno dei filtri.  

• Creazione del primo filtro: tagliare le cannucce fino ad averle di lunghezza 3cm e diametro 0,6cm. Posizionarle a ridosso della zanzariera e accertarsi che non ci siano buchi vuoti o cannucce orizzontali. Le cannucce sono inserite per prime all’interno della struttura
• Creazione del secondo filtro: è costituito da una schermatura a nido d’ape di misura 12x12 cm con larghezza dell’esagono di 1mm, da posizionare per bloccare le cannucce
• Creazione del terzo filtro: tagliare il secondo pannello di polipropilene in 11 pezzi da  da di misura 1x6 cm, e posizionarli come filtro più esterno 

• Inserire all’interno del tunnel una striscia LED in corrispondenza dell’angolo tra il plexiglass e il lato superiore della struttura. 

• Creazione dei modelli: con un materiale a piacere creare dei modelli, ad esempio produrre una sezione di ala di aereo, oppure utilizzare modelli già esistenti. 

• Assemblaggio dei filtri: la struttura contenente i filtri va posizionata nel lato opposto alla ventola, la struttura deve essere dritta ma non entrare completamente all’interno del tunnel per avere più lunghezza possibile.

HOW TO BUILD IT (english)

Let's start by assembling the main structure of our wind tunnel: The main body will be made up of a one cm thick honeycomb polypropylene panel, which will have one side covered entirely by plexiglass.

Cut a 38x62 cm rectangle from the polypropylene panel, using a cutter, keeping the sections visible on the short side (you shou ld be able to distinguish 35 sections)

Use matte black spray paint to color one side of the polypropylene panel, this will make it easier to see the airflow in the presence of light.

Using a cutter, cut only one of the two layers of the polypropylene panel, along the long side, at 12.5 cm (twelfth section) and 25.5 cm (twenty-fourth section) respectively, starting to measure from the long side. Once the panel has been folded at the incisions we will have a tunnel 62 cm long and 15 cm wide considering the thickness of the structure, and an internal section of 12x12 cm

Once the plexiglass has been cut and a 15x62.5 cm panel has been obtained which will constitute the front part of our tunnel (and which will allow us to observe the model inside and interact with the air flow), folding the polypropylene panel , we form a C-shaped structure which will be held in position by the plexiglass panel and which we glue to form the fourth side and create a hollow parallelepiped structure, using hot glue.

PLACE THE FAN: Make sure that between the fan and the walls of the tunnel there are no spaces from which air can enter or exit. If there are any, surround the fan with an insulating material so as not to let air pass around it, for example expanded polyethylene (EPE foam sheet). The fan must be positioned in the right direction: it must suck in and then "throw" the air out. It must be easily removable to allow the insertion of models for studying the flow inside the tunnel.

Creation of a wooden structure to contain the filters: the structure must have a size that can be easily inserted inside the polypropylene panel. The structure is made up of 4 sides of equal size (12x12x12 cm) held together by glue (for example scotch tape). Once the hollow structure has been created, one of the two sides of the cube that is still open is blocked with a mosquito net on which the straws of one of the filters will be placed.

Creation of the first filter: cut the straws until they are 3cm long and 0.6cm in diameter. Place them close to the mosquito net and make sure there are no empty holes or horizontal straws. The straws are inserted first inside the structure

Creation of the second filter: it consists of a honeycomb shield measuring 12x12 cm with a hexagon width of 1mm, to be positioned to block the straws

Creation of the third filter: cut the second polypropylene panel into 11 pieces measuring 1x6 cm, and position them as the outermost filter

Insert an LED strip inside the tunnel at the corner between the plexiglass and the upper side of the structure.

Creation of models: with a material of your choice, create models, for example producing a section of an airplane wing, or use existing models.

Assembly of the filters: the structure containing the filters must be positioned on the side opposite the fan, the structure must be straight but not enter completely inside the tunnel to have as much length as possible.

(italiano)

Lo sappiamo che avremmo potuto non utilizzare arduino per programmare le strisce led ma abbiamo preferito fare un programma che possa essere modificato per cambiare colore alle luci o creare motivi fantasiosi:

Il seguente programma serve per utilizzare le strisce led del tunnel utilizzando Arduino:

/*Codice che permette di accendere due strisce led separate*/

(english)

We know that we could not have used Arduino to program the LED strips but we preferred to make a program that can be modified to change the color of the lights or create imaginative patterns:

The following program is used to use the LED strips of the tunnel using Arduino:

/*Code that allows you to turn on two separate LED strips*/

// NeoPixel test program showing use of the WHITE channel for RGBW

// pixels only (won't look correct on regular RGB NeoPixel strips).

#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#ifdef __AVR__

#include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket

#endif

#define LED_PIN_1 6

#define LED_PIN_2 5

#define LED_COUNT 60

#define BRIGHTNESS 50 //FROM 0 TO 255

Adafruit_NeoPixel strip_1(LED_COUNT, LED_PIN_1, NEO_GRBW + NEO_KHZ800);

// Argument 1 = Number of pixels in NeoPixel strip

// Argument 2 = Arduino pin number (most are valid)

// Argument 3 = Pixel type flags, add together as needed:

//   NEO_KHZ800  800 KHz bitstream (most NeoPixel products w/WS2812 LEDs)

//   NEO_KHZ400  400 KHz (classic 'v1' (not v2) FLORA pixels, WS2811 drivers)

//   NEO_GRB     Pixels are wired for GRB bitstream (most NeoPixel products)

//   NEO_RGB     Pixels are wired for RGB bitstream (v1 FLORA pixels, not v2)

//   NEO_RGBW    Pixels are wired for RGBW bitstream (NeoPixel RGBW products)

Adafruit_NeoPixel strip_2(LED_COUNT, LED_PIN_2, NEO_GRBW + NEO_KHZ800);

void setup() {

  // put your setup code here, to run once:

  strip_1.begin();           // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)

  strip_2.begin();  

  strip_1.show();            // Turn OFF all pixels ASAP

  strip_2.show();

  strip_1.setBrightness(BRIGHTNESS);

  strip_2.setBrightness(BRIGHTNESS);

}

void loop() {

  // put your main code here, to run repeatedly:

  for(int i=0;i<LED_COUNT;i++){

    strip_1.setPixelColor(i, strip_1.Color(255, 255, 255, 255));

    strip_2.setPixelColor(i, strip_2.Color(255, 255, 255, 255));

  }

  strip_1.show();

  strip_2.show();

}