BEND_it: Не стресирайте само „BEND_it“Out: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

ВЪВЕДЕНИЕ

BEND_it е малка машина за бързо тестване. Той е доста добър в огъването и счупването на нещата. Понякога може да бъде полезно. Това може да помогне на човек да извлече информация като:

1. Хоризонтална сила на тяга поради извиване.
2. Промяна в напрежението на огъване поради промяна в геометрията.
3. Твърдост на материала

Проектът е направен от Ананд Шах и Райън Дейли като част от семинарния курс: Изчислителен дизайн и дигитално изработване в програмата ITECH, Университет в Щутгарт, Германия.

Консумативи

Проектът е замислен по време на предизвикателните времена на COVID-19 и следователно може да бъде напълно изпълнен у дома, без да е необходимо да се използват лазерно изрязани части/ 3D отпечатани части или други инструменти, базирани на работилници.

Система за механизъм

• 1 X 900 мм x 600 мм лист хартиен картон
• 1 X 900 мм x 600 мм полистеролов лист
• Някои отпадъци от картон от опаковъчни кутии
• Пластмасови предавки и стелажи (Amazon)

Основна електроника

• 1 X Arduino Uno R3 (Стартов комплект - ebay)
• 15 X джъмперни проводници (включени в стартовия комплект)
• 1 X платка (включена в стартовия комплект)
• 1 X 5V захранващ адаптер (Amazon)

Инструменти

• 1 X супер лепило (1g)
• 1 X бяло лепило (200g)
• 1 X изолационна лента
• 1 X Електронен нож за кабели
• 1 X Спойка
• Редовни стационарни (ножици, нож за хартия, подложка за рязане, химикалка, молив, гума, линийка)

Двигатели и сензори

• 1 X стъпков двигател: 28BYJ-48, 5V, DC (включен в стартовия комплект)
• 1 X ULN2003 APG драйвер (включен в стартовия комплект)
• 1 X 1 kg Товарна клетка със сензор за претегляне HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Акселерометър на ос (Amazon)

ТЕОРИЯ

Стъпков мотор

28BYJ-48 е 5-жичен еднополюсен стъпков двигател, който се движи по 32 стъпки на въртене вътрешно, но има система от зъбни колела, която премества вала с коефициент 64. Резултатът е двигател, който се върти с 2048 стъпки на въртене. За да управляваме двигателя и да го оставим да работи безпроблемно, бихме използвали ULM 2003 Darlington Transister Array. За по -подробна информация споменатият уебсайт е чудесен ресурс:

Стъпкови двигатели с Arduino - Първи стъпки със стъпкови двигатели

Зареждане на клетка

За проекта използваме 1 кг натоварваща клетка със сензор за претегляне HX711. Товарните клетки са метални части, към които са прикрепени тензодатчици. Тензометрите са чувствителни съпротивления, чието съпротивление варира при деформация. Микрочипът HX711 усилва това съпротивление и го прехвърля на Arduino Board. Натоварващата клетка първоначално трябва да се калибрира с известни тегла. тук в нашия случай габаритът се калибрира в кг и след това серийната стойност се умножава по 9,8, за да се получи сила в Нютони. За да получите повече информация, можете да разгледате това видео:

Електронни основи #33: Щангомер/товарна клетка и как да ги използвате за измерване на теглото

Акселерометър

Акселерометрите са сензорни устройства, които са полезни за измерване на статични и динамични сили. Те измерват разликата между линейното ускорение в референтната слава на акселерометъра и вектора на земното гравитационно поле. тук в този експеримент използваме Pitch като изход от акселерометъра. Pitch е стойност на ъгъла в градуси, която би осигурила ориентацията на огънатата плоча спрямо оста y на акселерометъра. Изображението по -долу може да се използва като справка за разбиране на стойността на височината.

За по -подробна информация можете да посетите този уебсайт:

Как да проследите ориентацията с Arduino и ADXL345 акселерометър

Стъпка 1: Директор

ПРИНЦИП

Машината Bend_It странично задейства материал със стъпков двигател, след което измерва реакцията на материала с помощта на натоварваща клетка и акселерометър. Товарната клетка измерва страничната сила, с която материалът се съпротивлява. Акселерометърът е средство за измерване на геометричната деформация в материала. Събраните данни се изпращат като поток от данни в електронна таблица на Excel, където всички те могат да бъдат сравнени на диаграма за разсейване. Това позволява на дизайнера да види колко сила е била необходима, за да може материалът да достигне пластична деформация. Страничното натоварване се намалява, след като материалът достигне праг на задействане, и можем да видим, че материалът не се връща, по еластичен начин, до първоначалната си форма. Този метод на изпитване е бързо и лесно средство за анализ на персонализирани материали, които може би са твърде малки, за да бъдат тествани с помощта на машини за раздробяване в пълен мащаб.

Стъпка 2: Линейно движение със стъпков двигател

Необходими консумативи: лист хартия, картон от отпадъци, пластмасови зъбни колела, стелажи, супер лепило, бяло лепило, неподвижни неподвижни артикули, Arduino Uno R3, джъмперни проводници, платка, 5V захранващ адаптер, стъпков двигател (28BYJ-48) ULN2003 транзистор.

Стъпка 3: Стъпков двигател + товарна клетка (за измерване на хоризонталната тяга)

Необходими консумативи в допълнение към Стъпка 1: Лист от полистерол, Изолационна лента, Електронен нож за рязане на кабели, Запояваща пръчка, 1 кг Товарна клетка със сензор за претегляне HX711

Стъпка 4: Стъпков двигател + натоварваща клетка + акселерометър (за измерване на наклона на арката)

Необходими консумативи в допълнение към Стъпка 2: ADXL345 - 3 - Ос акселерометър и проводници

Стъпка 5: Диаграма на оформяне

Стъпка 6: Сглобена машина

Машината най-накрая е сглобена и опакована в основната кутия на хартиения картон.

Стъпка 7: Работно видео

Стъпка 8: Код на Arduino

Моля, използвайте тази връзка, за да получите достъп до кода:

Bend_it.ino