Tietojen tuottamat lainelaudat: 11 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä on otettu teollisen muotoilun vanhemmasta opinnäytetyöstäni noin vuosi sitten, joten pahoitteluni, jos siinä on joitakin reikiä, muistini saattaa olla hieman poissa. Se on kokeellinen projekti ja on niin paljon asioita, jotka olisi voitu tehdä toisin, älä epäröi kertoa minulle.

Tämä projekti on järjestelmässä, joka kerää tietoja surffilaudan rakentamisohjelmaa varten. Laite, joka kirjaa voima -antureiden lukemat surffaillessaan ja käyttää tietoja tavalla, joka optimoi surffilaudan muodon generatiivisen mallinnuksen avulla.

Tämän projektin tekee se, että surffilauta on mielenkiintoinen kohde, jossa esineen yläosaan kohdistuva voima reagoi yhtä ja vastakkain pohjaan. Tämä tarkoittaa sitä, että jos painat enemmän tai vähemmän varpaillasi tai kantapäälläsi, kun käännät lainelautaasi, sen pitäisi määrätä, missä surffilauta on muotoiltava eri tavalla.

SURFBOARD DESIGN

Aion olettaa, että kaikki eivät ole nykyaikaisen surffilaudan suunnittelun asiantuntijoita, enkä voi myöskään kutsua itseäni sellaiseksi, vaikka tässä on tiivistetty selitykseni. Surffilaudat ovat ajoneuvoja veden siirtämiseksi evien läpi, se tekee sen kanavoimalla vettä pohjakoveran ja laudan yleisen ääriviivan läpi. Surffilautaa voidaan liioitella epäsymmetrisillä muodoilla, kun luot surffilaudan, joka tunnistaa varpaiden / kantapäiden painon jakautumisen ja yrittää hyödyntää sitä. Tunnistamalla, missä surffaaja käyttää eniten painetta lainelautansa kääntämiseen, voimme optimoida epäsymmetrisen muodon yksittäiselle surffaajalle.

KELLÄ TÄMÄ ON

Tämä on projekti, joka palvelee keskitason ja edistyneen surffaajan, jonkun, joka saattaa saada toisen tai kolmannen surffilaudan. Tässä vaiheessa olet alkanut kehittää tyyliä, joka määrää, kuinka surffilaudan pitäisi toimia jalkojesi alla.

RESURSSIT JA TAIDOT

Tiedot kirjataan Arduino minillä ja jäsennellään Excelillä. Surffilaudan mallinnusta varten sinulla on oltava kopio Rhinocerous 3D: stä, johon on asennettu Grasshopper. Surffilaudan tuottamiseksi tarvitset pääsyn riittävän suurelle CNC -surffilaudalle.

Vaihe 1: Sensor Pad

PAD

Tyyny on pohjimmiltaan vedenpitävä pussi, joka suojaa antureiden verkkoa ja mahdollistaa pääsyn arduino- ja sd -kortille surffauksen jälkeen.

Laukku on valmistettu lammen vuorauksesta, joka kiinnitetään PVC -liimalla.

// Materiaalit //

+ lampi vuoraus

+ PVC-liima

+ FPT-korkki

+ Urosadapteri

+ VHB-nauha

+ 3 mm styreeniä

+ Kaksipuolinen filminauha

// Työkalut //

+Vinyylileikkuri https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… tai X-Acto-veitsi

+ Juotin

+ Viivain

ANTURI

+ Voima -anturin vastus (11)

+ 10 k ohmin vastus (11)

+ Kierretty lanka

+ Arduino mini

+ Arduino Datalogging Shield

+ Akku

Vaihe 2: Testaustaulu

// Esittely //

Uuden lainelaudan luomiseksi sinun on aloitettava demomallilla. Tämä demo luodaan uudelleen heinäsirkka-määritelmässä, ja se on perusta muodon luomiselle. Tästä syystä sinun on tehtävä testimalli, jonka voit joko muokata itse, jos olet tarpeeksi hyvä, tai hankkia CNCd. Lisäsin AKU -muotoilutiedoston. Toinen vaihtoehto on käyttää 5'8 Hayden Shapes -hyptokryptoa https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto, joka on melko samanlainen kuin perusmalli.

// Yksityiskohdat //

+ Tyhjä - EPS (Se kelluu hieman paremmin kuin polyuretaani ja on hieman kevyempi. Tyyny on melko raskas)

+ Hartsi - Epoksi

+ Lasikuitu - 4x6 (Tämä on raskaampaa lasityötä kuin tavallinen surffilauta, sen on tärkeää, että lauta ei saa liikaa kolhuja, se on jo melko raskas tyynyllä ja koska lauta on hieman mittava, se voi silti kellua melko hyvin kaiken tämän lasin kanssa)

Vaihe 3: Tyynyn leikkaaminen

// Esittely //

Tyyny on valmistettu lammen vuorauksesta. Käytin vinyylileikkuria, jonka alla oli leikkuulauta, leikkaamaan kaikki palaset, mutta luulisin, että kuvion tulostaminen ja leikkaaminen X-Acto-veitsellä toimisi.

// Askeleet //

1. Jokainen näistä leikkauksista on tehtävä molemmille puolille kuten kuvassa

2. Leikkauksia 1, 2 ja 3 käytetään anturityynyn sisäpuolelle. Näiden osien ensisijainen tehtävä on pitää anturit oikeassa paikassa ja järjestää johdot.

3. pala 4 ja 5 muodostavat pussin, johon kaikki anturit menevät

4. Leikkasin myös pois koteloiden yli menevät styreenikappaleet, joiden takana oleva teoria on laajentaa antureiden läpivientiä lisäämällä pintaa.

Vaihe 4: Tyynyn kytkentä

// Esittely //

Tämän projektin muodostava verkko on kytketty arduino miniin, jossa on tiedonkeruukilpi. Se voidaan tehdä enemmän tai vähemmän monimutkaiseksi riippuen siitä, kuinka tarkkoja haluat tietojoukon olevan. Tyydyin 11 nastaan ottamalla kaksi mittausta keskeltä edestä ja yhden reunoilta. Tämän avulla voit tunnistaa, missä painetta käytetään, vaikka se on laaja, mutta antaa ohjelmalle hyvän käsityksen siitä, miten surffilauta tulisi luoda.

// Resurssit //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Askeleet //

1. Noudata kaaviota ja johda jokainen antureista, käytin pinottavia otsikoita https://www.sparkfun.com/products/11417 juottamaan jokaisen anturin, en ole paras juotos ja tämä on turvallinen tapa jotta anturit eivät sula.

2. Käytin myös leipätaulua järjestääkseni levyn, vastukset ja akun. Se ei ole täysin välttämätöntä, mutta oli mukavaa saada se mukavaan pakettiin

3. Käytin kaksipuolista teippiä kiinnittämään kaikki tyynyn osat

ei ole välttämätöntä käyttää PVC -liimaa, vaikka voisit

Vaihe 5: Tyynyn liimaaminen

// Esittely //

Rakastan lammen vuorausta, se on todella siistiä tavaraa, en ollut koskaan edes kuullut siitä ennen tämän projektin tekemistä, mutta joidenkin tutkimusten mukaan tämä on loistava materiaali tyynyn rakentamiseen. Lammivuoraus on PVC -päällystetty nailon, mikä tarkoittaa, että voit hitsata sen PVC -putkiliimalla ja luoda täysin vedenpitävän kotelon. Se on myös loistava, koska sitten voit käyttää sitä hitsaamaan PVC -putkia siihen lisäämällä tukiasemia Arduinolle.

// Askeleet //

1. Komposiitin valmistamiseksi aseta kaikki kappaleet tyynyn pohjakappaleen päälle

2. Voit kiinnittää kaikki anturikappaleet joko kaksipuolisella teipillä tai PVC -liimalla

3. Käytä PVC -liittimiä luodaksesi tukiaseman Arduinoon yläpuolella.

+ PVC -liiman levittäminen liikaa tekee siitä kuplivan ja hauraan, vaikka liian vähän tekee sidoksesta heikon. Sinun täytyy vain kokeilla joitain kappaleita ja saada käsitys siitä, miten se toimii

3. Kun kaikki palat ovat kuivia, tartu tyynyn ylä- ja alaosaan, sinulla on melkein yksi mahdollisuus tehdä tämä, joten ole kärsivällinen, tein sen osissa ja tein kaksi liimaviivaa varmistaakseni, ettei se vuoda.

+ Rakentamani tyyny kesti kaksi istuntoa ennen kuin se alkoi hajota, suolavesi on melko raakaa.

4. Kiinnitä tyyny lainelautaan VHB -teipillä

+ Muista pyyhkiä kansi maaliohenteella ja varmista, että se on erittäin puhdas ennen tyynyn asettamista

+ VHB -nauha on todella vahva, minulla ei ollut ongelmia tyynyn putoamisen kanssa

Vaihe 6: Arduino Data Logging Program

// Esittely //

Arduino -ohjelma kirjaa tiedot anturiverkosta SD -kortille. Mukana on joitain resursseja SD -korttien alustamisesta ja vianetsinnästä. Ne voivat olla vähän nirsoja. Koodi on otettu osoitteesta https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger ja sitä on muutettu sisältämään kaikki anturin lukemat.

// Resurssit //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// Koodi //

/* SD -kortin dataloggeri Tässä esimerkissä näytetään, kuinka kirjataan tietoja kolmesta analogisesta anturista SD -kortille SD -kirjaston avulla. Piiri: * analogiset anturit analogisissa sisääntuloissa 0, 1 ja 2 * SD -kortti kiinnitetty SPI -väylään seuraavasti: ** MOSI - nasta 11 ** MISO - nasta 12 ** CLK - nasta 13 ** CS - nasta 4 (for MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) luotu 24. marraskuuta 2010 muutettu 9. huhtikuuta 2012 Tom Igoe Tämä esimerkkikoodi on julkinen. */ #include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Avaa sarjaliikenne ja odota portin avautumista: Serial.begin (9600); while (! Sarja) {; // odota, että sarjaportti muodostaa yhteyden. Tarvitaan vain natiiville USB -portille} Serial.print ("SD -kortin alustaminen…"); // katso onko kortti läsnä ja voidaanko alustaa: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Kortti epäonnistui tai ei ole läsnä"); // älä tee mitään muuta: return; } Serial.println ("kortti alustettu.");} Void loop () {// tee merkkijono tietojen keräämiseksi lokiin: String dataString = ""; // lue kolme anturia ja liitä merkkijonoon: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin); dataString += Jono (anturi); jos (analoginenPin <2) {dataString += ","; }} // avaa tiedosto. Huomaa, että vain yksi tiedosto voidaan avata kerrallaan, // joten sinun on suljettava tämä tiedosto ennen toisen avaamista. Tiedoston dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // jos tiedosto on käytettävissä, kirjoita sille: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // tulosta myös sarjaporttiin: Serial.println (dataString); } // jos tiedosto ei ole auki, ponnahdusvirhe: else {Serial.println ("virhe avaamalla datalog.txt"); }}

Vaihe 7: Tietojen kerääminen

// Esittely //

Nyt on aika kokeilla tyynyä. Liitä akku ja aseta SD -kortti. On hyvä idea testata ohjelma varmistaaksesi, että se kirjaa tiedot oikein ennen lähtöä. Ole varovainen kiristäessäsi PVC -korkkia, jotta et repäisi tyynyä, langat ovat melko raskaita, vaikka on myös hyvä pyyhkiä lanka pois niin, että se on erittäin vesitiivis

Se on hullu asia surffailla tällä tyynyllä, meri ei ole aina mukavin ja tyyny on melko kömpelö esine. Keräsin tietoja tyynyllä kaksi kertaa ja sen jälkeen pelkäsin, että tyyny ei kestä toista. Sinun pitäisi olla melko luottavainen vedessä ja ottaa se ulos melko kesinä päivinä, jotta suuret aallot eivät repäisi sitä pois tai joudut tilanteeseen, jossa on normaalia raskaampi lainelauta.

Vaihe 8: Tietojen jäsentäminen

// Esittely //

Kun olet kerännyt tiedot, aseta SD -kortti tietokoneeseesi ja sinulla pitäisi olla kansio, joka sisältää erittäin pitkän numerolokin. Koska kirjaus toimii ajamalla jatkuvasti kiistanalaisia lukemia, joudut kopioimaan lokin Excel- tai Google -arkkeihin järjestääksesi kaikki anturisarjat. Haluat ottaa kunkin anturin keskimääräisen lukeman, jotta saat sen valmiiksi lisättäväksi heinäsirkan määritelmään.

On melko helppo tunnistaa, milloin käytit painetta, koska saat rajusti erilaisia lukemia kuin silloin, kun istuit taulullasi. Siitä tulee melko spastinen hetkeksi ja palaa sitten johdonmukaiseksi. Kaaoksen ajat ovat mitä haluat … poista loput.

Vaihe 9: Mukautetun lainelaudan luominen

// Esittely //

Tässä vaiheessa sinun on oltava jonkin verran taitava sarvikuono ja heinäsirkka, joka ei kuitenkaan ole liian kehittynyt millään tavalla. Heinäsirkka -määritelmässä huomaat, että eri pisteisiin on liitetty joukko solmuja. Sinun on korvattava jokainen solmu sopivilla anturilukemilla. Kun olet kerännyt tiedot ja jäsentänyt ne Excelissä, muista seurata, mistä kukin lukema on peräisin, jotta voit säätää heinäsirkka -mallia optimaalisen muodon luomiseksi.

// Askeleet //

1. Avaa heinäsirkka ja lataa generatiivinen surffilauta def

2. Lisää lukemat datalokista, käytin jokaisen lukeman väliaineita.

3. Paista malli heinäsirkassa

+ sinulla on surffilaudan runko vain vektoreilla

4. SWEEP2 käyttäen kiskoja keski- ja ulkokäyriä pitkin

+ Tämä vie hieman aikaa ja kärsivällisyyttä, ja saatat joutua myös sekoittamaan pintoja saadaksesi kaiken vesitiiviiksi

Vaihe 10: Surffilaudan jyrsintä

Viimeinen vaihe on lainelaudan jyrsintä. Käytin kahta styrofoam-lohkoa, jotka ostin kotoa varastosta https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… ja liimasin ne yhteen niin, että se oli riittävän paksu, jotta se mahtuu keinun ja laudan paksuuteen. Käytin Multicam 3000 -laitetta käyttäen RhinoCAMia. En ole CNC -asiantuntija ja minulla oli paljon apua tässä vaiheessa, joten en todellakaan voi tarjota muita neuvoja kuin saada joku tekemään tämä vaihe puolestasi;)

Vaihe 11: Viimeiset ajatukset

Tämä projekti kesti noin vuoden ja sain sen valmiiksi melkein vuosi sitten. Näytin sen sekä CCA: n teollisen muotoilun seniorinäyttelyssä että Maker Fairessa. Olen laittanut sen tänne nyt, koska kesti niin paljon aikaa todella katsoa sitä uudelleen … Olin niin kyllästynyt katsomaan tätä tavaraa. Toivon, että arvostat sitä, luulen, että tämäntyyppinen tutkimus ja työ voivat olla hyödyllisiä muissa projekteissa, jos joku todella yrittää tehdä tämän ohjeellisen, kerro minulle sen hullu asia, ja olisi hienoa nähdä muiden ihmisten ottavan vastaan se. Uskon, että on olemassa paljon dataa, joka voidaan kaapata ja käyttää tuotteiden luomiseen uudella tavalla. Luulen, että tulimme uudelle räätälöinnin aikakaudelle ja asiat, jotka voidaan räätälöidä tämän tyyppiseksi nopeaksi prototyypiksi, saattavat olla tulossa nopeaan henkilökohtaiseen valmistukseen.

Vastaan mielelläni kaikkiin prosessiin, teorioihin, ohjelmiin tai surffilaudan suunnitteluun liittyviin kysymyksiin.