BEND_it: nesirūpinkite tik „BEND_it“: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

ĮVADAS

BEND_it yra nedidelio masto greitojo bandymo mašina. Jis gana gerai sulenkia ir sulaužo daiktus. Tai taip pat kartais gali būti naudinga. Tai gali padėti gauti tokią informaciją kaip:

1. Horizontali traukos jėga dėl išlenkimo.
2. Lenkimo įtempio pasikeitimas dėl geometrijos pasikeitimo.
3. Medžiagos standumas

Projektą atliko Anandas Shahas ir Ryanas Daley, dalyvaudami Štutgarto universiteto ITECH programos seminare „Skaitmeninis dizainas ir skaitmeninė gamyba“.

Prekės

Projektas buvo sumanytas sudėtingo COVID-19 metu, todėl jį buvo galima visiškai atlikti namuose, nenaudojant lazeriu pjaustytų dalių/ 3D spausdintų dalių ar kitų dirbtuvėse naudojamų įrankių.

Mechanizmo sistema

• 1 X 900 mm x 600 mm popieriaus plokštės lapas
• 1 X 900 mm x 600 mm poliesterio lakštas
• Kai kurios kartono atliekos iš pakavimo dėžių
• Plastikiniai krumpliaračiai ir stelažai („Amazon“)

Pagrindinė elektronika

• 1 X „Arduino Uno R3“(pradinis rinkinys - „ebay“)
• 15 X jungiamųjų laidų (įtraukta į pradinį rinkinį)
• 1 X duonos lenta (įtraukta į pradinį rinkinį)
• 1 X 5 V maitinimo adapteris („Amazon“)

Įrankiai

• 1 X super klijai (1 g)
• 1 X baltas klijai (200 g)
• 1 X izoliacinė juosta
• 1 X elektronikos kabelių pjaustytuvas
• 1 X litavimo strypas
• Įprastas stacionarus (žirklės, popieriaus pjaustytuvas, pjovimo kilimėlis, rašiklis, pieštukas, trintukas, liniuotė)

Varikliai ir jutikliai

• 1 X žingsninis variklis: 28BYJ-48, 5V, DC (įtraukta į pradinį rinkinį)
• 1 X ULN2003 APG tvarkyklė (įtraukta į pradinį rinkinį)
• 1 X 1 kg apkrovos elementas su svėrimo jutikliu HX711 („Amazon“)
• 1 X ADXL345, 3 - ašies akselerometras („Amazon“)

TEORIJA

Žingsninis variklis

„28BYJ-48“yra 5 laidų vieno poliaus žingsninis variklis, kuris viduje juda 32 žingsnius per sukimąsi, tačiau turi pavarų sistemą, kuri veleną perkelia 64 kartus. Rezultatas yra variklis, kuris sukasi 2048 žingsniais per sukimąsi. Norėdami valdyti variklį ir leisti jam sklandžiai veikti, mes atliksime „ULM 2003 Darlington Transister Array“. Norėdami gauti išsamesnės informacijos, minėta svetainė yra puikus šaltinis:

„Stepper Motors“su „Arduino“- Darbo su „Stepper Motors“pradžia

Įkelti langelį

Projektui naudojame 1 kg apkrovos elementą su HX711 svėrimo jutikliu. Apkrovos elementai yra metalinės dalys, prie kurių pritvirtinti įtempimo matuokliai. Įtampos matuokliai yra jautrūs rezistoriai, kurių varža kinta, kai jie deformuojasi. Mikroschema HX711 sustiprina šį pasipriešinimą ir perkelia jį į „Arduino Board“. Įkrovos elementą reikia iš pradžių sukalibruoti žinant svorius. čia mūsų atveju matuoklis kalibruojamas kg, o tada serijos vertė padauginama iš 9,8, kad gautumėte jėgą niutonais. Norėdami gauti daugiau informacijos, galite peržiūrėti šį vaizdo įrašą:

Elektroniniai pagrindai #33: Įtampos matuoklis/apkrovos langelis ir kaip juos naudoti svoriui matuoti

Akselerometras

Akselerometrai yra jutikliai, kurie yra naudingi statinėms ir dinaminėms jėgoms matuoti. Jie matuoja skirtumą tarp tiesinio pagreičio akselerometro etaloninėje šlovėje ir žemės gravitacinio lauko vektoriaus. šiame eksperimente mes naudojame pikį kaip pagreičio matuoklio išvestį. Žingsnis yra kampo vertė laipsniais, kuri leistų sulenktos plokštės orientaciją akselerometro y ašies atžvilgiu. Žemiau pateiktas vaizdas gali būti naudojamas kaip nuoroda, norint suprasti pikio vertę.

Norėdami gauti išsamesnės informacijos, galite apsilankyti šioje svetainėje:

Kaip sekti orientaciją naudojant „Arduino“ir ADXL345 akselerometrą

1 žingsnis: pagrindinis

PAGRINDINIS

Bend_It mašina į šoną įjungia medžiagą su žingsniniu varikliu, tada matuoja medžiagos atsaką naudodami apkrovos elementą ir akselerometrą. Krovimo elementas matuoja šoninę jėgą, su kuria medžiaga priešinasi. Akselerometras yra medžiagos geometrinės deformacijos matavimo priemonė. Surinkti duomenys siunčiami kaip duomenų srautas į „Excel“skaičiuoklę, kur juos visus galima palyginti sklaidos diagramoje. Tai leidžia dizaineriui pamatyti, kiek jėgų prireikė, kad medžiaga pasiektų plastinę deformaciją. Šoninė apkrova sumažėja, kai medžiaga pasiekia veikimo slenkstį, ir matome, kad medžiaga elastingai negrįžta į pradinę formą. Šis bandymo metodas yra greita ir paprasta priemonė analizuoti pasirinktines medžiagas, kurios galbūt yra per mažos, kad būtų galima išbandyti naudojant visas skaldos mašinas.

2 žingsnis: linijinis judesys su žingsniniu varikliu

Reikalingos medžiagos: popieriaus plokštės lapas, kartono atliekos, plastikinės pavaros, stelažai, super klijai, balti klijai, reikalingi stacionarūs daiktai, „Arduino Uno R3“, jungiamieji laidai, duonos lenta, 5 V maitinimo adapteris, žingsninis variklis (28BYJ-48) ULN2003 tranzistorius.

3 žingsnis: žingsninis variklis + apkrovos elementas (norint išmatuoti horizontalią trauką)

Priedai, reikalingi be 1 veiksmo: polisterolio lakštas, izoliacinė juosta, elektroninis kabelių pjoviklis, litavimo strypas, 1 kg apkrovos elementas su svėrimo jutikliu HX711

4 žingsnis: žingsninis variklis + apkrovos elementas + akselerometras (norint išmatuoti lanko pakreipimą)

Priedai, reikalingi be 2 veiksmo: ADXL345 - 3 - ašies akselerometras ir jungiamieji laidai

5 žingsnis: Fritzing Diagrama

6 žingsnis: Surinkta mašina

Galiausiai mašina surenkama ir supakuojama į popieriaus plokštės pagrindo dėžutę.

7 žingsnis: darbo vaizdo įrašas

8 žingsnis: „Arduino“kodas

Norėdami gauti prieigą prie kodo, naudokite šią nuorodą:

Bend_it.ino