BEND_it: Moenie stres nie, net "BEND_it" uit: 8 stappe (met foto's)

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-23 12:53

INLEIDING

BEND_it is 'n klein toetsmasjien op klein skaal. Dit is redelik goed om dinge te buig en te breek. Dit kan soms ook nuttig wees. Dit kan u help om inligting op te spoor soos:

1. Horisontale stootkrag as gevolg van boogaksie.
2. Verandering in buigspanning as gevolg van verandering in meetkunde.
3. Materiaal styfheid

Die projek is gedoen deur Anand Shah en Ryan Daley as deel van die Seminaarkursus: Berekeningsontwerp en digitale vervaardiging aan die ITECH -program, Universiteit van Stuttgart, Duitsland.

Voorrade

Die projek is tydens die uitdagende COVID-19-tye bedink en kon dus tuis volledig gedoen word sonder om lasersnitte/ 3D-gedrukte onderdele of ander werkswinkelgebaseerde gereedskap te gebruik.

Stelsel vir meganisme

• 1 x 900 mm x 600 mm papierbordvel
• 1 x 900 mm x 600 mm poliësterolblad
• 'N Paar afval karton uit die verpakking
• Plastiese ratte en rakke (Amazon)

Belangrikste elektronika

• 1 X Arduino Uno R3 (Starter Kit - eBay)
• 15 X springdrade (ingesluit in die beginpakket)
• 1 X broodbord (ingesluit in die beginpakket)
• 1 x 5V -kragadapter (Amazon)

Gereedskap

• 1 x supergom (1 g)
• 1 x wit gom (200 g)
• 1 X Isoleerband
• 1 X elektroniese kabelsnyer
• 1 X soldeerstang
• Gereelde stilstaande (skêr, papierknipsel, snymat, pen, potlood, uitveër, liniaal)

Motors en sensors

• 1 X stapmotor: 28BYJ-48, 5V, DC (ingesluit in die beginpakket)
• 1 X ULN2003 APG -bestuurder (ingesluit in die starterset)
• 1 X 1 kg laaisel met HX711 weegsensor (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Asversnellingsmeter (Amazon)

TEORIE

Stapmotor

Die 28BYJ-48 is 'n 5-draads unipolêre stapmotor wat intern 32 tree per omwenteling beweeg, maar 'n ratstelsel het wat die as met 'n faktor van 64 beweeg. Die resultaat is 'n motor wat teen 2048 tree per rotasie draai. Om die motor te beheer en glad te laat loop, sou ons 'n ULM 2003 Darlington Transister Array hê. Vir meer gedetailleerde inligting, is die genoemde webwerf 'n uitstekende bron:

Stepper Motors met Arduino - Begin met Stepper Motors

Laai sel

Vir die projek gebruik ons 'n laaisel van 1 kg met 'n HX711 weegsensor. Loadselle is metaaldele waaraan rekmeters geheg is. Spanningsmeters is sensitiewe weerstande, waarvan die weerstand wissel namate hulle vervorm word. Die HX711 -mikroskyfie versterk hierdie weerstand en dra dit oor na Arduino Board. Die laaisel moet aanvanklik gekalibreer word met kennisgewigte. hier in ons geval word die meter in kg gekalibreer en dan word die reekswaarde met 9,8 vermenigvuldig om krag in Newton te kry. Vir meer inligting, kyk na hierdie video:

Elektroniese basiese beginsels #33: spanningmeter/laadsel en hoe om dit te gebruik om gewig te meet

Versnellingsmeter

Versnellingsmeters is sensortoestelle wat nuttig is vir die meting van statiese en dinamiese kragte. Hulle meet die verskil tussen lineêre versnelling in Accelerometer se verwysingsroem en aardgravitasieveldvektor. hier in hierdie eksperiment gebruik ons Pitch as 'n uitset van die versnellingsmeter. Pitch is 'n hoekwaarde in grade wat die oriëntasie van die gebuigde plaat ten opsigte van die y-as van die versnellingsmeter bied. Die onderstaande beeld kan gebruik word as 'n verwysing om die toonhoogtewaarde te verstaan.

Vir meer gedetailleerde inligting, besoek hierdie webwerf:

Hoe om oriëntasie op te spoor met Arduino en ADXL345 versnellingsmeter

Stap 1: Skoolhoof

HOOF

Bend_It -masjien aktiveer 'n materiaal lateraal met 'n stapmotor en meet dan die reaksie van die materiaal met behulp van 'n laadsel en 'n versnellingsmeter. Die laadsel meet die sywaartse krag waarmee die materiaal weerstaan. Die versnellingsmeter is 'n manier om die meetkundige vervorming in die materiaal te meet. Die versamelde data word as 'n datastroom na 'n Excel -sigblad gestuur waar dit alles op 'n spreidiagram vergelyk kan word. Dit stel die ontwerper in staat om te sien hoeveel krag dit nodig het vir die materiaal om 'n plastiese vervorming te bereik. Die sylading word verminder sodra die materiaal 'n drempelwaarde van die werking bereik het, en ons kan sien dat die materiaal nie elasties terugkeer na sy oorspronklike vorm nie. Hierdie toetsmetode is 'n vinnige en maklike manier om aangepaste materiale te ontleed wat miskien te klein is om te toets met behulp van volskaalse breekmasjiene.

Stap 2: Lineêre beweging met stapmotor

Benodighede benodig: papierbord, afval karton, plastiese ratte, rakke, supergom, wit lijm, gereelde stilstaande items, Arduino Uno R3, jumperdrade, broodbord, 5V-kragadapter, stappermotor (28BYJ-48) ULN2003-transistor.

Stap 3: Stappermotor + laaisel (om horisontale druk te meet)

Benodig benewens stap 1: Polysterolblad, isolerende band, elektroniese kabelsnyer, soldeerstang, 1 kg laadsel met HX711 weegsensor

Stap 4: Stappermotor + laaisel + versnellingsmeter (om booghelling te meet)

Benodighede benodig benewens stap 2: ADXL345 - 3 - Asversnellingsmeter en springdrade

Stap 5: Fritzing -diagram

Stap 6: Gemonteerde masjien

Die masjien word uiteindelik bymekaargemaak en verpak in die kartondoos.

Stap 7: Werkvideo

Stap 8: Arduino -kode

Gebruik hierdie skakel om toegang tot die kode te kry:

Bend_it.ino