EAL-Industry 4.0: coet intel·ligent: 8 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Es tracta d’un projecte escolar realitzat a Erhversakademiet Lillebælt a Dinamarca.

El projecte es fa en una classe anomenada "Industri 4.0".

La tasca és implementar un sistema automàtic a partir dels principis de la indústria 4.0.

El sistema hauria de poder registrar dades i penjar-les a una base de dades.

Les dades haurien de poder llegir-se des de la base de dades.

Pas 1: fabricació de la funda per als vostres sensors, Arduino i bateria

La funda es dibuixa a Inventor i s’imprimeix en un Makerbot 2+

(D'alguna manera, hem tingut un error de la impressora, que ha provocat que la superfície d'un dels laterals sembli una mica estranya).

La funda està dissenyada amb 5 habitacions. El primer és per a la bateria, el segon per a la targeta SD, el tercer per al sensor baromètric, el quart per als díodes i l'últim per a l'arudino.

En una de les parts hi ha ranures per a la sala del sensor i el díode, de manera que doneu aire al sensor i que es vegin els díodes.

El motiu que hi ha en 4 parts és que la impressora que vam utilitzar no era suficient per a la longitud de la funda. La taca d’assembel és diferent a les dues parts, de manera que és menys probable que es trenqui

Què fer

1.) Muntar les parts (a la imatge 1, les 2 blanques i les 2 marrons) i enganxar-les.

2.) A la part posterior de la funda, practiqueu 3 forats per als díodes de la ranura. (Imatge 2).

Pas 2: Configuració del maquinari

Què necessites:

1 Arduino nano, 1 lector de targetes SD + targeta SD, 1 sensor baromètric, 3 díodes + resistències, 1 bateria de 9v i cables.

Per sota i per sobre de tota la ferreteria hi ha una mica de cotó abans de tancar la funda. Això és per garantir que el maquinari sigui segur i no es mogui quan es dispara el coet.

L'arduino està connectat així (imatge 1)

Targeta SD: GND GND + 5 5VCS Digital 4MOSI Digital 11SCK Digital 13MI SQ Digital 12

Sensor baromètric VCC_IN 5VGND GNDSCL Analògic 5SDA Analògic 4

Diodes:

GND GND

Verd + Digital 7

Groc + Digital 5

Vermell + Digital 6

Què fer

1.) Soldeu el GND a tots els díodes junts per fer un GND compartit per fer menys cables a l’arduino.

2.) Soldeu els resistors preferits als díodes.

3.) Tallar tots els cables a la mida adequada i connectar-los o soldar-los a l’arduino i al maquinari.

4.) Enganxeu els cables a la funda, de manera que no hagueu de tocar-los quan adquiriu dades de la targeta SD.

5.) Enganxeu la bateria i els components desitjats a la funda. (Assegureu-vos que no enganxeu la targeta SD a la funda, ja que voleu expulsar la targeta per obtenir dades).

6.) Separeu els cables vulnerables amb cola, per assegurar-vos que els cables no es toquin i causin curtcircuits. Ho hem fet amb els cables de la resistència i el díode. (Imatge 3)

Pas 3: fer el coet

què necessites:

Rotlles de paper higiènic buits, un accessori de pvc, cinta adhesiva, ganivet utilitzat, una petita serra fina i una copa de xampany de plàstic

Com es construeix el coet:

1.) Agafeu 4 rotlles de paper higiènic i cinteu-los junts (imatge 2)

2.) A continuació, col·loqueu amb cinta adhesiva la part inferior dels 3 rotlles. (Imatge 3)

3.) Ara feu cinta adhesiva amb tot el coet fins que no vegeu cap rotllo de paper higiènic.

4.) Talleu 2 forats al coet, de manera que es puguin veure els díodes i el sensor pugui obtenir aire. (Imatge 4)

5.) Agafeu la serra fina i talleu l'extrem del glas de xampany i talleu-lo en 2 trossos. (Imatge 5)

6.) A continuació, agafeu els 2 trossos de la copa de xampany, doblegueu-los al voltant d’un rotlle de paper higiènic i cinteu-los junts. Encara no enganxeu la part superior al coet. Primer voleu la funda i els sensors del coet.

7.) Feu una cinta adhesiva que encaixi el pvc al fons del coet.

Pas 4: fabricació del coet

Què necessites:

1 electrovàlvula, 1 dipòsit de gas, 1 vàlvula normal, 1 tub de pvc i 1 muntatge de pvc.

1.) Col·loqueu la vàlvula normal al dipòsit de gasolina

2.) Col·loqueu la electrovàlvula a la vàlvula normal

3.) Col·loqueu l'accessori de pvc a la part superior de la solenoide i assegureu-vos que sigui hermètic

4.) Introduïu el tub de pvc a l’accessori de pvc.

Pas 5: PAS ELIMINAT (fabricació del paracaigudes)

Com que ens falta temps per fer el nostre projecte, vam decidir treure el paracaigudes i, en canvi, agafar el coet amb una lona.

Però com que ja vam fer el paracaigudes, vam decidir seguir el pas, per si encara voleu donar un paracaigudes al vostre coet.

_

No volem que el coet caigui i es trenqui, per tant, necessitem un paracaigudes.

Per fer-ho, necessitem:

1 drap de plàstic, corda, 1 passador de seguretat, cinta adhesiva i una goma.

1.) Talleu el plàstic "excavat" en un quadrat.

2.) Plegueu-lo per tal que quedi 2 capes. (Imatge 2)

3.) Plegueu-lo en un quadrat perquè quedi de 4 capes. (Imatge 3)

4.) Plegueu-lo en un triangle, de manera que quedaran 8 capes. (Imatge 4)

5.) Feu una línia lineal a X cm de la cantonada i talleu-la. (Imatge 5)

6.) Plegueu-lo de nou a 1 capa. Ara hauria de semblar la imatge 6.

7.) Tallar 2 cordes amb la longitud:

8.) Agafeu les cantonades i ajunteu-les, poseu 1 extrem de la corda al mig i enganxeu-la. (imatge 7)

9.) Feu un nus, de manera que les 2 cordes obtinguin un petit bucle. (Imatge 8)

Pas 6: Programa Arduino

El programa comença a funcionar tan bon punt connecteu la bateria a l’arduino.

Els 3 díodes diran en quin estat es troba el coet.

El vermell significa que hi ha un problema amb la targeta SD i les dades no es registraran. El groc significa que el coet està tot preparat, però que encara no es registra. El verd significa que s'estan registrant les dades.

Des del moment en què es connecta la bateria, el coet estarà en mode d’espera durant 2 minuts. (El díode groc està activat)

Al cap de 2 minuts, el díode groc estarà apagat i el verd estarà encès. El coet ja està llest per llançar-se.

El programa conté un flotador anomenat "Looptime". Aquesta variable indica la freqüència amb què es registren les dades. En aquest programa, el temps de bucle s'estableix a 0,5, el que significa que les dades es registren cada 0,5 segons.

Les dades s’imprimiran al monitor sèrie si l’arduino està connectat a un ordinador. Però també s’imprimirà a la targeta SD si està connectat. Les dades estan separades per un punt i coma. Primer arriba el moment, després la temperatura, després la pressió i, al final, arriben 3 punts i coma, perquè es necessita a la "Calculadora de coets" per fer columnes buides per als càlculs.

Pas 7: "Calculadora de coets"

El programa es fa a Microsoft Visual Studio.

Quan obriu el programa, el primer que veureu és una salutació. (Imatge 1)

Premeu "Importa.." per començar a importar les vostres dades.

Premeu "Importa fitxer …" per localitzar el fitxer a l'ordinador (Imatges 2 i 3)

Un cop hàgiu triat el fitxer, premeu obre i apareixerà una finestra emergent que us indicarà que el fitxer s'ha importat. (Imatge 4)

Les dades ja s’importen i estan llestes.

Si premeu "Dades", veureu totes les vostres dades i l'alçada calculada (imatge 5)

Si premeu "Alçada", veureu un gràfic sobre l'alçada (imatge 6)

Pas 8: provar el coet

El resultat del llançament del coet va ser una mica decebedor. Teníem l'esperança que el coet guanyés més altitud, però almenys el coet es va llançar i vam obtenir algunes dades que podem processar al nostre programa. Les dades no són tan bones, perquè hi ha poques diferències, però hi ha una lleugera diferència.

Entre la primera i la segona prova, hem restablert l'ardunio, de manera que les dades es troben en un sol document.

Per provar la "calculadora de coets", necessitàvem més dades amb diferències en el resultat. Per aconseguir-ho, vam encendre l’arduino i vam pujar les escales fins al 4t pis i vam tornar a baixar.