BEND_it: אל תילחץ רק "BEND_it" החוצה: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

מבוא

BEND_it היא מכונת בדיקה מהירה בקנה מידה קטן. זה די טוב לכופף ולשבור דברים. זה יכול גם להיות שימושי לפעמים. זה יכול לעזור לאחד מידע כגון:

1. כוח דחיפה אופקי עקב פעולת הקשתות.
2. שינוי במתח הכיפוף עקב שינוי בגיאומטריה.
3. קשיחות חומרית

הפרויקט בוצע על ידי אנאנד שאה וריאן דיילי במסגרת קורס הסמינר: עיצוב חישובי וייצור דיגיטלי בתכנית ITECH, אוניברסיטת שטוטגרט, גרמניה.

אספקה

הפרויקט נבנה בתקופות ה- COVID-19 המאתגרות ולכן ניתן היה לבצע אותו לגמרי בבית ללא צורך בשימוש בחלקים בחיתוך לייזר/ חלקים מודפסים בתלת מימד או בכלים אחרים המבוססים על סדנה.

מערכת למנגנון

• 1 X 900mm x 600mm גיליון נייר
• 1 X 900mm x 600mm גיליון פוליסטרול
• קצת פסולת קרטון מארזי אריזה
• הילוכים ומתלים מפלסטיק (אמזון)

מוצרי אלקטרוניקה עיקריים

• 1 X Arduino Uno R3 (ערכת התחלה - eBay)
• 15 חוטי מגשר (כלולים בערכת התחלה)
• 1 X לוח לחם (כלול בערכת המתנע)
• מתאם מתח 1 X 5V (אמזון)

כלים

• 1 X דבק סופר (1 גרם)
• 1 X דבק לבן (200 גרם)
• 1 X קלטת בידוד
• 1 X חותך כבלים אלקטרוניקה
• 1 X מוט הלחמה
• נייח רגיל (מספריים, חותך נייר, מחצלת חיתוך, עט, עיפרון, מחק, סרגל)

מנועים וחיישנים

• 1 X מנוע צעד: 28BYJ-48, 5V, DC (כלול בערכת המתנע)
• 1 X נהג APL ULN2003 (כלול בערכת המתנע)
• 1 X 1 ק"ג תא טעינה עם חיישן שקילה HX711 (אמזון)
• 1 X ADXL345, 3 - מד תאוצה ציר (אמזון)

תֵאוֹרִיָה

מנוע צעדים

28BYJ-48 הוא מנוע צעד חד קוטבי בעל חמישה חוטים הנע 32 צעדים לסיבוב פנימי אך בעל מערכת הילוכים המניעה את הפיר בגורם 64. התוצאה היא מנוע שסובב במהירות של 2048 צעדים לסיבוב. על מנת לשלוט במנוע ולתת לו לפעול בצורה חלקה היינו במערך ULM 2003 Darlington Transister Array. למידע מפורט יותר, האתר המוזכר הוא משאב נהדר:

מנועי צעד עם Arduino - תחילת העבודה עם מנועי צעד

תא עומס

לפרויקט אנו משתמשים בתא עומס של 1 ק"ג עם חיישן שקילה HX711. תאי עומס הם חלקי מתכת אשר מחוברים אליהם מדי מתח. מדי זן הם עמידות רגישות, שהתנגדותן משתנה כאשר הן עוברות עיוות. שבב HX711 מעצים את ההתנגדות הזו ומעביר אותה ללוח Arduino. יש לכייל את תא העומס בתחילה עם משקל ידע. כאן במקרה שלנו המד מכויל בק"ג ואז הערך הסדרתי מוכפל ב- 9.8 כדי לקבל כוח בניוטון. כדי לקבל מידע נוסף תוכלו לצפות בסרטון זה:

יסודות אלקטרוניים מס '33: מד זן/תא עומס וכיצד להשתמש בהם למדידת משקל

מד תאוצה

מדי תאוצה הם התקני חישה שימושיים למדידת כוחות סטטיים ודינאמיים. הם מודדים את ההבדל בין האצה לינארית בתהילת הייחוס של מד התאוצה לבין וקטור שדה הכבידה של כדור הארץ. כאן בניסוי זה אנו משתמשים ב- Pitch כתפוקה ממד תאוצה. המגרש הוא ערך זווית במעלות שיספק את הכיוון של הצלחת הכפופה ביחס לציר ה- y של מד התאוצה. ניתן להשתמש בתמונה שלהלן כהפניה להבנת ערך המגרש.

למידע מפורט יותר אתה יכול לבקר באתר זה:

כיצד לעקוב אחר התמצאות באמצעות Arduino ו- ADXL345 Accelerometer

שלב 1: מנהל

קֶרֶן

מכונת Bend_It מפעילה לרוחב חומר עם מנוע צעד, ואז מודדת את תגובת החומר באמצעות תא עומס ומד תאוצה. תא העומס מודד את הכוח הרוחבי שאיתו החומר מתנגד. מד התאוצה הוא אמצעי למדידת העיוות הגיאומטרי בחומר. הנתונים שנאספו נשלחים כזרם נתונים לגיליון אלקטרוני של Excel, שם ניתן להשוות את כולם על פיסת פיזור. זה מאפשר למעצב לראות כמה כוח נדרש לחומר להגיע לעיוות פלסטי. העומס הרוחבי מצטמצם לאחר שהחומר הגיע לסף ההפעלה, ואנו יכולים לראות שהחומר אינו חוזר בצורה אלסטית לצורתו המקורית. שיטת בדיקה זו היא אמצעי מהיר וקל לניתוח חומרים מותאמים אישית שאולי קטנים מכדי להיבדק באמצעות מכונות ריסוק בקנה מידה מלא.

שלב 2: תנועה לינארית עם מנוע צעד

דרושים חומרים מתכלים: גיליון נייר, קרטון פסולת, הילוכים מפלסטיק, מתלים, דבק סופר, דבק לבן, פריטים נייחים רגילים, Arduino Uno R3, חוטי מגשר, קרשים, מתאם מתח 5V, מנוע צעד (28BYJ-48) טרנזיסטור ULN2003.

שלב 3: מנוע צעד + תא עומס (למדידת דחיפה אופקית)

חומרים דרושים בנוסף לשלב 1: גיליון פוליסטרול, קלטת בידוד, חותך כבלים אלקטרוני, מוט הלחמה, תא עומס 1 ק ג עם חיישן שקילה HX711

שלב 4: מנוע צעד + תא עומס + מד תאוצה (למדידת הטיית קשת)

דרושים אספקה בנוסף לשלב 2: ADXL345 - 3 - מד תאוצה וציר חוטי מגשר

שלב 5: תרשים פריצה

שלב 6: מכונה מורכבת

המכונה סוף סוף מורכבת וארוזה בתוך קופסת הבסיס של נייר.

שלב 7: וידאו עבודה

שלב 8: קוד ארדואינו

אנא השתמש בקישור זה כדי לקבל גישה לקוד:

Bend_it.ino