BEND_it: Đừng căng thẳng Chỉ cần "BEND_it": 8 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

GIỚI THIỆU

BEND_it là một máy kiểm tra nhanh quy mô nhỏ. Nó khá tốt trong việc uốn cong và phá vỡ mọi thứ. Nó cũng có thể hữu ích đôi khi. Nó có thể giúp một người truy xuất thông tin như:

1. Lực đẩy ngang do tác dụng động tác uốn cong.
2. Thay đổi ứng suất uốn do thay đổi hình học.
3. Độ cứng vật liệu

Dự án được thực hiện bởi Anand Shah và Ryan Daley trong khuôn khổ Khóa học Hội thảo: Thiết kế Tính toán và Chế tạo Kỹ thuật số tại chương trình ITECH, Đại học Stuttgart, Đức.

Quân nhu

Dự án được hình thành trong thời gian COVID-19 đầy thử thách và do đó có thể được thực hiện hoàn toàn tại nhà mà không cần sử dụng các bộ phận cắt bằng Laser / bộ phận In 3D hoặc các công cụ dựa trên xưởng khác.

Hệ thống Cơ chế

• 1 X 900mm x 600mm Tờ giấy bìa
• 1 tấm Polysterol 1 X 900mm x 600mm
• Một số bìa cứng phế thải từ hộp đóng gói
• Bánh răng và giá đỡ bằng nhựa (Amazon)

Điện tử chính

• 1 X Arduino Uno R3 (Bộ khởi động - ebay)
• 15 X dây Jumper (Bao gồm trong Bộ khởi động)
• 1 X Breadboard (Bao gồm trong Bộ khởi động)
• Bộ đổi nguồn 1 X 5V (Amazon)

Công cụ

• 1 X Keo siêu dính (1g)
• 1 X Keo trắng (200g)
• 1 X băng cách điện
• 1 X Máy cắt cáp điện tử
• 1 X Que hàn
• Văn phòng phẩm thông thường (Kéo, Dao cắt giấy, Thảm cắt, Bút, Bút chì, Tẩy, Thước kẻ)

Động cơ và cảm biến

• 1 X Động cơ bước: 28BYJ-48, 5V, DC (Bao gồm trong Bộ khởi động)
• 1 X ULN2003 APG Driver (Bao gồm trong Bộ khởi động)
• Cảm biến lực 1 X 1 kg với cảm biến cân HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Gia tốc kế trục (Amazon)

HỌC THUYẾT

Động cơ bước

28BYJ-48 là động cơ bước đơn cực 5 dây di chuyển 32 bước mỗi vòng quay bên trong nhưng có hệ thống bánh răng di chuyển trục với hệ số 64. Kết quả là động cơ quay với tốc độ 2048 bước mỗi vòng quay. Để điều khiển động cơ và để nó chạy trơn tru, chúng tôi sử dụng ULM 2003 Darlington Transister Array. Để biết thêm thông tin chi tiết, trang web được đề cập là một nguồn tài nguyên tuyệt vời:

Động cơ bước với Arduino - Bắt đầu với Động cơ bước

Load cell

Đối với dự án, chúng tôi đang sử dụng Cảm biến lực 1 kg với cảm biến trọng lượng HX711. Cảm biến lực là các bộ phận kim loại có gắn đồng hồ đo biến dạng. Đồng hồ đo độ căng là điện trở nhạy, có điện trở thay đổi khi chúng trải qua biến dạng. Vi mạch HX711 khuếch đại điện trở này và chuyển nó đến Arduino Board. Cảm biến lực cần được hiệu chỉnh ban đầu với các trọng lượng biết trước. ở đây trong trường hợp của chúng ta, đồng hồ đo được hiệu chuẩn theo kg và sau đó giá trị nối tiếp được nhân với 9,8 để lấy lực bằng Newton. Để biết thêm thông tin, bạn có thể xem video này:

Kiến thức Cơ bản về Điện tử # 33: Máy đo độ căng / Cảm biến lực và cách sử dụng chúng để đo trọng lượng

Gia tốc kế

Gia tốc kế là thiết bị cảm biến rất hữu ích để đo các lực tĩnh và động. Họ đo lường sự khác biệt giữa gia tốc tuyến tính trong danh sách tham chiếu của Gia tốc kế và vectơ trường hấp dẫn trái đất. ở đây trong thử nghiệm này, chúng tôi sử dụng Pitch làm đầu ra từ Accelerometer. Pitch là một giá trị góc tính bằng độ sẽ cung cấp hướng của tấm uốn cong so với trục y của Gia tốc kế. Hình ảnh dưới đây có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo để hiểu giá trị cao độ.

Để biết thêm thông tin chi tiết, bạn có thể truy cập trang web này:

Cách theo dõi định hướng với Arduino và ADXL345 Accelerometer

Bước 1: Hiệu trưởng

HIỆU TRƯỞNG

Máy Bend_It tác động ngang vật liệu bằng động cơ bước, sau đó đo phản ứng của vật liệu bằng Cảm biến lực và Gia tốc kế. Cảm biến lực đo lực bên mà vật liệu đang chống lại. Gia tốc kế là phương tiện đo biến dạng hình học trong vật liệu. Dữ liệu thu thập được sẽ được gửi dưới dạng một luồng dữ liệu tới bảng tính Excel, nơi tất cả dữ liệu này có thể được so sánh trên một biểu đồ phân tán. Điều này cho phép nhà thiết kế thấy được lực cần thiết để vật liệu đạt đến biến dạng dẻo. Tải trọng bên được giảm xuống khi vật liệu đã đạt đến ngưỡng tác động và chúng ta có thể thấy rằng vật liệu không trở lại hình dạng ban đầu theo cách đàn hồi. Phương pháp thử nghiệm này là một phương tiện nhanh chóng và dễ dàng để phân tích các vật liệu tùy chỉnh có thể quá nhỏ để được thử nghiệm bằng cách sử dụng máy nghiền quy mô lớn.

Bước 2: Chuyển động tuyến tính với động cơ bước

Nguồn cung cấp cần thiết: Tấm giấy bìa, Bìa cứng, Bánh răng nhựa, Giá đỡ, Keo siêu dính, Keo trắng, Vật phẩm văn phòng phẩm Reqular, Arduino Uno R3, Dây nhảy, Bảng mạch, Bộ đổi nguồn 5V, Động cơ bước (28BYJ-48) Bóng bán dẫn ULN2003.

Bước 3: Động cơ bước + Cảm biến lực (Để đo lực đẩy ngang)

Vật tư cần thiết ngoài Bước 1: Tấm Polysterol, Băng cách điện, Dao cắt cáp điện tử, Que hàn, Cảm biến lực 1 kg với cảm biến cân HX711

Bước 4: Động cơ bước + Cảm biến lực + Gia tốc kế (Để đo độ nghiêng vòm)

Nguồn cung cấp cần thiết ngoài Bước 2: ADXL345 - 3 - Gia tốc kế trục và dây nhảy

Bước 5: Fritzing Sơ đồ

Bước 6: Máy lắp ráp

Máy cuối cùng được lắp ráp và đóng gói bên trong hộp đế giấy.

Bước 7: Làm việc với Video

Bước 8: Mã Arduino

Vui lòng sử dụng liên kết này để truy cập vào mã:

Bend_it.ino