BEND_it: Älä stressaa vain "BEND_it" ulos: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

JOHDANTO

BEND_it on pienimuotoinen pikatestauslaite. Se on hyvä taivuttamaan ja rikkomaan asioita. Siitä voi myös olla välillä hyötyä. Se voi auttaa hakemaan tietoja, kuten:

1. Vaakasuora työntövoima kaarevista toiminnoista johtuen.
2. Taivutusjännityksen muutos geometrian muutoksen vuoksi.
3. Materiaalin jäykkyys

Projektin tekivät Anand Shah ja Ryan Daley osana seminaarikurssia: Laskennallinen suunnittelu ja digitaalinen valmistus ITECH -ohjelmassa, Stuttgartin yliopistossa, Saksassa.

Tarvikkeet

Projekti suunniteltiin haastavien COVID-19-aikojen aikana, ja siksi se voidaan tehdä kokonaan kotona ilman tarvetta käyttää laserleikattuja osia/ 3D-tulostettuja osia tai muita työpajapohjaisia työkaluja.

Järjestelmä mekanismille

• 1 X 900 mm x 600 mm paperilevy
• 1 X 900 mm x 600 mm polysteroliarkki
• Jotkut pahvijätteet pakkauslaatikoista
• Muoviset hammaspyörät ja telineet (Amazon)

Pääelektroniikka

• 1 X Arduino Uno R3 (aloituspakkaus - ebay)
• 15 X -johdinjohdot (sisältyvät aloituspakettiin)
• 1 X leipälauta (sisältyy aloituspakettiin)
• 1 X 5 V: n virtalähde (Amazon)

Työkalut

• 1 X Superliima (1 g)
• 1 X valkoinen liima (200 g)
• 1 X eristysteippi
• 1 X elektroniikkakaapelin katkaisija
• 1 X Juotossauva
• Normaalisti paikallaan (sakset, paperileikkuri, leikkuumatto, kynä, lyijykynä, pyyhekumi, viivain)

Moottorit ja anturit

• 1 X askelmoottori: 28BYJ-48, 5V, DC (sisältyy aloituspakettiin)
• 1 X ULN2003 APG -ohjain (sisältyy aloituspakettiin)
• 1 X 1 kg punnituskenno HX711 -punnitusanturilla (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - akselin kiihtyvyysmittari (Amazon)

TEORIA

Askelmoottori

28BYJ-48 on 5-johtiminen yksinapainen askelmoottori, joka liikkuu sisäisesti 32 askelta kierrosta kohden, mutta siinä on vaihteisto, joka liikuttaa akselia 64 kertaa. Tuloksena on moottori, joka pyörii 2048 askelta kierrosta kohden. Jotta voisimme hallita moottoria ja antaa sen toimia sujuvasti, käytämme ULM 2003 Darlington Transister Array -järjestelmää. Tarkempia tietoja varten mainittu verkkosivusto on loistava resurssi:

Askelmoottorit Arduinolla - Aloittaminen Stepper Motorsin kanssa

Lataa solu

Käytämme projektissa 1 kg: n punnituskennoa, jossa on HX711 -punnitusanturi. Kuormakennot ovat metalliosia, joihin on kiinnitetty jännitysmittarit. Venymittarit ovat herkkiä vastuksia, joiden vastus vaihtelee muodonmuutoksen aikana. HX711 -mikrosiru vahvistaa tätä vastusta ja siirtää sen Arduino Boardille. Kuormituskenno on kalibroitava aluksi tiedetyillä painoilla. tässä tapauksessa mittari kalibroidaan kilogrammoina ja sitten sarja -arvo kerrotaan 9,8: lla, jotta saadaan voima Newtonissa. Jos haluat lisätietoja, katso tämä video:

Elektroniset perusteet #33: Venymämittari/kuormituskenno ja niiden käyttö painon mittaamiseen

Kiihtyvyysmittari

Kiihtyvyysmittarit ovat tunnistuslaitteita, jotka ovat hyödyllisiä staattisten ja dynaamisten voimien mittaamiseen. Ne mittaavat eroa kiihtyvyysmittarin vertailumaineen lineaarisen kiihtyvyyden ja maan painovoimakenttävektorin välillä. tässä kokeessa käytämme Pitchä kiihtyvyysmittarin ulostulona. Pitch on kulma-arvo asteina, joka antaisi taivutetun levyn suunnan kiihtyvyysmittarin y-akseliin nähden. Alla olevaa kuvaa voidaan käyttää viitteenä sävelkorkeuden arvon ymmärtämiseen.

Tarkempia tietoja saat käymällä tällä verkkosivustolla:

Suuntauksen seuranta Arduinolla ja ADXL345 -kiihtyvyysmittarilla

Vaihe 1: Rehtori

PERIAATE

Bend_It -kone käyttää sivuttain materiaalia askelmoottorilla ja mittaa sitten materiaalin vasteen punnituskennolla ja kiihtyvyysmittarilla. Punnitusmittari mittaa sivuttaisvoiman, jolla materiaali vastustaa. Kiihtyvyysmittari on keino mitata materiaalin geometrinen muodonmuutos. Kerätyt tiedot lähetetään tietovirrana Excel -laskentataulukkoon, jossa niitä voidaan verrata sirontakaavioon. Tämän avulla suunnittelija voi nähdä, kuinka paljon voimaa tarvittiin, jotta materiaali saavutti muovimuodon. Sivuttainen kuormitus pienenee, kun materiaali on saavuttanut käyttökynnyksen, ja voimme nähdä, että materiaali ei palaa joustavalla tavalla alkuperäiseen muotoonsa. Tämä testausmenetelmä on nopea ja helppo tapa analysoida mukautettuja materiaaleja, jotka ovat ehkä liian pieniä testattavaksi täysimittaisilla murskauskoneilla.

Vaihe 2: Lineaarinen liike askelmoottorilla

Tarvittavat tarvikkeet: Paperilevyarkki, Jätepahvi, Muoviset hammaspyörät, Telineet, Superliima, Valkoinen liima, Pakolliset kiinteät tuotteet, Arduino Uno R3, Hyppyjohdot, Leipälevy, 5 V: n virtalähde, Askelmoottori (28BYJ-48) ULN2003 Transistori.

Vaihe 3: Askelmoottori + punnituskenno (vaakasuoran työntövoiman mittaamiseksi)

Tarvikkeet vaiheen 1 lisäksi: polysterolilevy, eristysteippi, elektroninen kaapelileikkuri, juotossauva, 1 kg punnituskenno ja HX711 -punnitusanturi

Vaihe 4: Askelmoottori + kuormituskenno + kiihtyvyysmittari (kaaren kallistuksen mittaamiseksi)

Tarvikkeet, joita tarvitaan vaiheen 2 lisäksi: ADXL345 - 3 - akselin kiihtyvyysanturi ja hyppyjohdot

Vaihe 5: Fritzing -kaavio

Vaihe 6: Kokoonpantu kone

Kone on lopulta koottu ja pakattu paperilevyn pohjalaatikkoon.

Vaihe 7: Työvideo

Vaihe 8: Arduino -koodi

Käytä tätä linkkiä päästäksesi koodiin:

Bend_it.ino