BEND_it: No feu èmfasi només "BEND_it": 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

INTRODUCCIÓ

BEND_it és una màquina de proves ràpides a petita escala. És força bo doblegar i trencar coses. De vegades també pot ser útil. Podria ajudar-vos a recuperar informació com:

1. Força d'empenta horitzontal a causa de l'acció d'arcada.
2. Canvi de la tensió de flexió a causa del canvi de geometria.
3. Rigidesa material

El projecte va ser realitzat per Anand Shah i Ryan Daley com a part del curs del seminari: disseny computacional i fabricació digital al programa ITECH, Universitat de Stuttgart, Alemanya.

Subministraments

El projecte es va concebre durant les difícils ocasions de COVID-19 i, per tant, es podria fer completament a casa sense necessitat d’utilitzar peces tallades amb làser / peces impreses en 3D o altres eines basades en tallers.

Sistema per al Mecanisme

• 1 x full de cartró de 900 mm x 600 mm
• Full de poliesterol de 1 x 900 mm x 600 mm
• Alguns residus de cartró de les caixes d’embalatge
• Engranatges i bastidors de plàstic (Amazon)

Electrònica principal

• 1 X Arduino Uno R3 (Starter Kit - eBay)
• 15 cables de pont (inclosos al kit d’inici)
• 1 X tauler de pa (inclòs al kit d’inici)
• Adaptador d'alimentació 1 X 5V (Amazon)

Eines

• 1 X Super Glue (1 g)
• 1 x cola blanca (200 g)
• 1 X cinta aïllant
• 1 tallador de cables electrònics
• 1 x vareta de soldar
• Estacionari regular (tisores, tallador de paper, estora de tallar, ploma, llapis, goma d'esborrar, regla)

Motors i sensors

• 1 motor pas a pas X: 28BYJ-48, 5V, CC (inclòs al kit d'inici)
• 1 controlador APG ULN2003 X (inclòs al kit d'inici)
• Cèl·lula de càrrega 1 x 1 kg amb sensor de pesatge HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, accelerador de 3 eixos (Amazon)

TEORIA

Motor pas a pas

El 28BYJ-48 és un motor pas a pas unipolar de 5 fils que mou 32 passos per rotació internament, però té un sistema d’engranatges que mou l’eix per un factor de 64. El resultat és un motor que gira a 2048 passos per rotació. Per controlar el motor i deixar-lo funcionar sense problemes, faríem un ULM 2003 Darlington Transister Array. Per obtenir informació més detallada, el lloc web esmentat és un gran recurs:

Motors pas a pas amb Arduino: Introducció a motors passos

Cèl·lula de càrrega

Per al projecte, utilitzem una cel·la de càrrega d’1 kg amb un sensor de pesatge HX711. Les cèl·lules de càrrega són parts metàl·liques que tenen fixats els calibradors. Els indicadors de tensió són resistents sensibles, la resistència dels quals varia a mesura que es deformen. El microxip HX711 amplifica aquesta resistència i la transfereix a la placa Arduino. La cel·la de càrrega s’ha de calibrar inicialment amb pesos coneguts. aquí, en el nostre cas, l'indicador es calibra en kg i el valor de sèrie es multiplica per 9,8 per obtenir força en Newtons. Per obtenir més informació, podeu consultar aquest vídeo:

Conceptes bàsics electrònics # 33: indicador de tensió / cèl·lula de càrrega i com utilitzar-los per mesurar el pes

Acceleròmetre

Els acceleròmetres són dispositius de detecció útils per mesurar forces estàtiques i dinàmiques. Mesuren la diferència entre l’acceleració lineal en la fama de referència de l’acceleròmetre i el vector de camp gravitatori de la terra. aquí, en aquest experiment, fem servir Pitch com a sortida de l'Accelerometer. El pas és un valor d’angle en graus que proporcionaria l’orientació de la placa doblegada respecte a l’eix y de l’acceleròmetre. La imatge següent es pot utilitzar com a referència per entendre el valor del to.

Per obtenir informació més detallada, podeu visitar aquest lloc web:

Com fer un seguiment de l’orientació amb Arduino i l’acceleròmetre ADXL345

Pas 1: director

PRINCIPAL

La màquina Bend_It acciona lateralment un material amb un motor pas a pas i, a continuació, mesura la resposta del material mitjançant la cel·la de càrrega i l’acceleròmetre. La cèl·lula de càrrega mesura la força lateral amb què resisteix el material. Els acceleròmetres són mitjans per mesurar la deformació geomètrica del material. Les dades recollides s’envien com a flux de dades a un full de càlcul Excel on es poden comparar totes en un diagrama de dispersió. Això permet al dissenyador veure quanta força va necessitar perquè el material arribés a una deformació plàstica. La càrrega lateral es redueix un cop el material ha assolit un llindar d’actuació i podem veure que el material no torna, de manera elàstica, a la seva forma original. Aquest mètode de prova és un mitjà senzill i ràpid d’analitzar materials personalitzats que potser són massa petits per provar-los amb màquines trituradores a gran escala.

Pas 2: moviment lineal amb motor pas a pas

Subministraments necessaris: full de cartró, residus de cartró, engranatges de plàstic, bastidors, súper cola, cola blanca, articles estacionaris requlars, Arduino Uno R3, cables de pont, tauler de pa, adaptador d'alimentació de 5V, motor pas a pas (28BYJ-48) transistor ULN2003.

Pas 3: Motor pas a pas + cèl·lula de càrrega (per mesurar l’empenta horitzontal)

Subministraments necessaris a més del pas 1: full de poliesterol, cinta aïllant, tallador de cables electrònic, vareta de soldar, cel·la de càrrega de 1 kg amb sensor de pesatge HX711

Pas 4: motor pas a pas + cèl·lula de càrrega + acceleròmetre (per mesurar la inclinació de l'arc)

Subministraments necessaris a més del pas 2: ADXL345 - Acceleròmetre de 3 eixos i cables de pont

Pas 5: diagrama Fritzing

Pas 6: Màquina muntada

La màquina finalment es munta i s’embala dins de la caixa base de cartró.

Pas 7: vídeo de treball

Pas 8: Codi Arduino

Utilitzeu aquest enllaç per accedir al codi:

Bend_it.ino