BEND_it: Nemojte stresirati samo "BEND_it" Out: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

UVOD

BEND_it je mali stroj za brzo testiranje. Vrlo je dobar u savijanju i lomljenju stvari. Ponekad bi mogao biti i koristan. To bi moglo pomoći pri dohvaćanju informacija poput:

1. Sila vodoravnog potiska uslijed djelovanja luka.
2. Promjena naprezanja na savijanje zbog promjene geometrije.
3. Krutost materijala

Projekt su izradili Anand Shah i Ryan Daley u sklopu seminara: Računarski dizajn i digitalna izrada na programu ITECH, Sveučilište u Stuttgartu, Njemačka.

Pribor

Projekt je zamišljen tijekom izazovnih razdoblja COVID-19 i stoga se mogao u potpunosti izvesti kod kuće bez potrebe za korištenjem laserski izrezanih dijelova/ 3D ispisanih dijelova ili drugih alata temeljenih na radionicama.

Sustav za mehanizam

• 1 X 900 mm x 600 mm list kartona
• 1 x 900 mm x 600 mm polisterol ploča
• Neki otpadni karton iz kutija za pakiranje
• Plastični zupčanici i stalci (Amazon)

Glavna elektronika

• 1 X Arduino Uno R3 (Početni komplet - ebay)
• 15 X žica za kratkospojnike (uključeno u početni komplet)
• 1 X Oglasna ploča (uključeno u početni komplet)
• 1 X 5V adapter za napajanje (Amazon)

Alati

• 1 X super ljepilo (1 g)
• 1 X bijelo ljepilo (200 g)
• 1 X Izolacijska traka
• 1 X Rezač kabela za elektroniku
• 1 X Šipka za lemljenje
• Obično stacionarno (škare, rezač papira, prostirka za rezanje, olovka, olovka, gumica za brisanje, ravnalo)

Motori i senzori

• 1 x koračni motor: 28BYJ-48, 5V, DC (uključeno u početni komplet)
• 1 X ULN2003 APG upravljački program (uključeno u početni komplet)
• 1 X 1 kg Mjerna ćelija s senzorom za vaganje HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Osovinski akcelerometar (Amazon)

TEORIJA

Koračni motor

28BYJ-48 je petožilni unipolarni koračni motor koji se unutarnje pomiče 32 koraka po rotaciji, ali ima sustav zupčanika koji pomiče vratilo za faktor 64. Rezultat je motor koji se okreće pri 2048 koraka po rotaciji. Kako bismo upravljali motorom i omogućili mu nesmetan rad, koristili bismo ULM 2003 Darlington Transister Array. Za detaljnije informacije spomenuta web stranica odličan je izvor:

Koračni motori s Arduinom - Početak rada s koračnim motorima

Učitaj ćeliju

Za projekt koristimo mjernu ćeliju od 1 kg sa senzorom za vaganje HX711. Merne ćelije su metalni delovi na koje su pričvršćene merače napona. Mjerači naprezanja osjetljivi su otpornici čiji otpor varira pri deformaciji. Mikročip HX711 pojačava ovaj otpor i prenosi ga na Arduino ploču. Ćeliju opterećenja potrebno je u početku kalibrirati s poznatim težinama. ovdje se u našem slučaju mjerač kalibrira u kg, a zatim se serijska vrijednost pomnoži s 9,8 kako bi se dobila sila u Newtonima. Za više informacija pogledajte ovaj video:

Elektroničke osnove #33: Mjerač naprezanja/mjerač opterećenja i kako ih koristiti za mjerenje težine

Brzinomjer

Akcelerometri su senzorski uređaji koji su korisni za mjerenje statičkih i dinamičkih sila. Oni mjere razliku između linearnog ubrzanja u referentnoj slavi Accelerometra i vektora gravitacijskog polja Zemlje. ovdje u ovom eksperimentu koristimo Pitch kao izlaz iz Accelerometra. Nagib je vrijednost kuta u stupnjevima koja bi osigurala orijentaciju savijene ploče u odnosu na os y akcelerometra. Donja slika može se koristiti kao referenca za razumijevanje vrijednosti visine tona.

Za detaljnije informacije možete posjetiti ovu web stranicu:

Kako pratiti orijentaciju pomoću Arduino i ADXL345 mjerača brzine

Korak 1: Ravnatelj

GLAVNI

Stroj Bend_It bočno pokreće materijal koračnim motorom, a zatim mjeri odziv materijala pomoću mjerne ćelije i mjerila ubrzanja. Merna ćelija mjeri bočnu silu s kojom se materijal opire. Akcelerometar je sredstvo za mjerenje geometrijske deformacije u materijalu. Prikupljeni podaci šalju se kao tok podataka u Excel proračunsku tablicu gdje se svi mogu usporediti na raspršenom grafikonu. To omogućuje dizajneru da vidi kolika je sila bila potrebna da materijal postigne plastičnu deformaciju. Bočno opterećenje se smanjuje nakon što materijal dosegne prag aktiviranja, te možemo vidjeti da se materijal ne vraća, na elastičan način, u svoj izvorni oblik. Ova metoda ispitivanja brzo je i jednostavno sredstvo za analizu prilagođenih materijala koji su možda premali za testiranje pomoću strojeva za drobljenje u punoj veličini.

Korak 2: Linearno kretanje s koračnim motorom

Potrebni potrošni materijal: List od kartona, otpadni karton, plastični zupčanici, stalci, super ljepilo, bijelo ljepilo, odgovarajući stacionarni predmeti, Arduino Uno R3, kratkospojne žice, matična ploča, 5V adapter za napajanje, koračni motor (28BYJ-48) Tranzistor ULN2003.

Korak 3: Koračni motor + mjerna ćelija (za mjerenje vodoravnog potiska)

Potrošni materijal potreban za korak 1: Polisterolski lim, izolacijska traka, elektronički rezač kabela, šipka za lemljenje, 1 kg Mjerač ćelije s senzorom za vaganje HX711

Korak 4: Koračni motor + Mjerač ćelije + Akcelerometar (za mjerenje nagiba luka)

Potrošni materijal potreban za korak 2: ADXL345 - 3 - osovinski mjerač brzine i kratkospojnik

Korak 5: Dijagram frcanja

Korak 6: Sastavljeni stroj

Stroj je konačno sastavljen i zapakiran u osnovnu kutiju od kartona.

Korak 7: Radni video

Korak 8: Arduino kod

Za pristup kodu koristite ovu vezu:

Bend_it.ino