BEND_it: Ne obremenjujte se samo z "BEND_it" Out: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

UVOD

BEND_it je majhen stroj za hitro testiranje. Zelo dobro upogiba in lomi stvari. Včasih je lahko tudi koristno. Pomagalo bi lahko pri pridobivanju informacij, kot so:

1. Vodoravna potisna sila zaradi upogibanja.
2. Sprememba upogibne napetosti zaradi spremembe geometrije.
3. Togost materiala

Projekt sta izvedla Anand Shah in Ryan Daley v okviru seminarja: Računalniško oblikovanje in digitalna izdelava na programu ITECH na Univerzi v Stuttgartu v Nemčiji.

Zaloge

Projekt je bil zasnovan v zahtevnih časih COVID-19 in ga je zato mogoče v celoti izvesti doma, ne da bi morali uporabljati lasersko rezane dele/ 3D tiskane dele ali druga orodja, ki temeljijo na delavnicah.

Sistem za mehanizem

• 1 X 900 mm x 600 mm list papirne plošče
• 1 X 900 mm x 600 mm poliester list
• Nekaj odpadnega kartona iz embalažnih škatel
• Plastična orodja in stojala (Amazon)

Glavna elektronika

• 1 X Arduino Uno R3 (Začetni komplet - ebay)
• 15 X mostičnih žic (vključeno v začetni komplet)
• 1 X plošča (vključena v začetni komplet)
• 1 X 5V napajalnik (Amazon)

Orodja

• 1 X super lepilo (1 g)
• 1 X belo lepilo (200 g)
• 1 X izolacijski trak
• 1 X Električni rezalnik kablov
• 1 X spajkalna palica
• Navadni stacionarni (škarje, rezalnik papirja, rezalna preproga, pisalo, svinčnik, radirka, ravnilo)

Motorji in senzorji

• 1 X koračni motor: 28BYJ-48, 5V, DC (vključeno v začetni komplet)
• 1 X ULN2003 APG gonilnik (vključen v začetni komplet)
• 1 X 1 kg Merilna celica s senzorjem za tehtanje HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - merilnik pospeška na osi (Amazon)

TEORIJA

Koračni motor

28BYJ-48 je 5-žični enopolarni koračni motor, ki se v notranjosti premika 32 korakov na vrtenje, vendar ima sistem zobnikov, ki premakne gred za faktor 64. Rezultat je motor, ki se vrti pri 2048 korakih na vrtenje. Za nadzor motorja in nemoteno delovanje bi uporabili ULM 2003 Darlington Transister Array. Za podrobnejše informacije je omenjeno spletno mesto odličen vir:

Koračni motorji z Arduinom - Kako začeti s koračnimi motorji

Naloži celico

Za projekt uporabljamo 1 kg merilno celico s senzorjem za tehtanje HX711. Merilne celice so kovinski deli, na katere so pritrjeni merilniki napetosti. Merilniki napetosti so občutljivi upori, katerih upor se pri deformaciji spreminja. Mikročip HX711 ta odpor poveča in prenese na ploščo Arduino. Obremenitveno celico je treba najprej umeriti z znanimi utežmi. tukaj je v našem primeru merilnik umerjen v kg, nato pa se serijska vrednost pomnoži z 9,8, da dobimo silo v Newtonih. Za več informacij si oglejte ta video:

Elektronske osnove #33: Merilnik napetosti/merilna celica in kako jih uporabiti za merjenje teže

Merilnik pospeška

Merilniki pospeška so senzorske naprave, ki so uporabne za merjenje statičnih in dinamičnih sil. Merijo razliko med linearnim pospeškom v referenčni slavi merilnika pospeška in vektorjem gravitacijskega polja zemlje. tukaj v tem poskusu uporabljamo Pitch kot izhod iz merilnika pospeška. Nagib je kotna vrednost v stopinjah, ki zagotavlja orientacijo upognjene plošče glede na os y merilnika pospeška. Spodnjo sliko lahko uporabite kot referenco za razumevanje vrednosti smole.

Za podrobnejše informacije obiščite to spletno stran:

Kako slediti orientaciji z merilniki pospeška Arduino in ADXL345

1. korak: ravnatelj

NAČELNIK

Stroj Bend_It bočno aktivira material s koračnim motorjem, nato pa odmeri material z merilnimi celicami in merilnikom pospeška. Bremenska celica meri bočno silo, s katero se material upira. Merilnik pospeška je sredstvo za merjenje geometrijske deformacije v materialu. Zbrani podatki se kot podatkovni tok pošljejo v Excelovo preglednico, kjer jih je mogoče vse primerjati na razpršeni ploskvi. To omogoča oblikovalcu, da vidi, koliko sile je bilo potrebno, da je material dosegel plastično deformacijo. Stranska obremenitev se zmanjša, ko material doseže prag aktiviranja, in vidimo, da se material ne vrne na elastičen način v prvotno obliko. Ta preskusna metoda je hiter in enostaven način za analizo materialov po meri, ki so morda premajhni, da bi jih lahko preizkusili s stroji za drobljenje v polnem obsegu.

Korak: Linearno gibanje s koračnim motorjem

Potrebni materiali: list papirne plošče, odpadni karton, plastična orodja, stojala, super lepilo, belo lepilo, nepogrešljivi stacionarni predmeti, Arduino Uno R3, mostične žice, plošča, 5V napajalnik, koračni motor (28BYJ-48) tranzistor ULN2003.

Korak 3: Koračni motor + Obremenitvena celica (za merjenje vodoravnega potiska)

Potrebni materiali poleg 1. koraka: poliester, izolacijski trak, elektronski rezalnik kablov, spajkalna palica, 1 kg merilna celica s senzorjem za tehtanje HX711

4. korak: koračni motor + merilna celica + merilnik pospeška (za merjenje nagiba loka)

Potrebni dodatki poleg 2. koraka: ADXL345 - 3 - osni merilnik pospeška in mostiček

5. korak: Diagram zmrzovanja

6. korak: Sestavljen stroj

Stroj je končno sestavljen in zapakiran v osnovno škatlo iz papirne plošče.

7. korak: Delovni video

8. korak: Arduino koda

Za dostop do kode uporabite to povezavo:

Bend_it.ino