EAL-Industry 4.0-Smart Rocket: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Đây là một dự án trường học, được thực hiện trên Erhversakademiet Lillebælt ở Đan Mạch.

Dự án được thực hiện trong một lớp có tên "Industri 4.0".

Nhiệm vụ là thực hiện một hệ thống tự động từ các nguyên tắc của nền công nghiệp 4.0.

Hệ thống sẽ có thể ghi dữ liệu và tải nó lên cơ sở dữ liệu.

Dữ liệu sau đó sẽ có thể đọc được từ cơ sở dữ liệu.

Bước 1: Làm vỏ bọc cho cảm biến, Arduino và pin của bạn

Vỏ bọc được vẽ trong Inventor và in trong Makerbot 2+

(Bằng cách nào đó, chúng tôi đã gặp lỗi máy in, khiến bề mặt ở một trong hai bên trông hơi kỳ lạ.)

Vỏ bọc được thiết kế gồm 5 phòng. Đầu tiên là pin, thứ hai là thẻ SD, thứ ba là cảm biến khí áp, thứ tư là điốt và cái cuối cùng là arudino.

Trên một trong các bộ phận có các rãnh cho cảm biến và phòng đi-ốt, do đó, cho cảm biến không khí và để có thể nhìn thấy các đi-ốt.

Lý do nó có 4 phần là vì máy in chúng tôi sử dụng, không đủ lớn so với chiều dài của vỏ. Chỗ lắp ráp khác nhau trên 2 bộ phận nên ít có khả năng bị vỡ hơn

Làm gì

1.) Lắp ráp các bộ phận (trên hình 1, 2 màu trắng và 2 màu nâu) và dán chúng lại với nhau.

2.) Ở mặt sau của vỏ bọc, khoan 3 lỗ cho các điốt trong rãnh. (Hình 2).

Bước 2: Thiết lập phần cứng

Những gì bạn cần:

1 Arduino nano, 1 đầu đọc thẻ SD + thẻ nhớ SD, 1 cảm biến đo khí áp, 3 điốt + điện trở, 1 pin 9v và dây dẫn.

Dưới và trên tất cả các phần cứng là một ít bông gòn trước khi đóng vỏ bọc. Điều này nhằm đảm bảo rằng phần cứng được an toàn và sẽ không di chuyển khi tên lửa được bắn.

Arduino được kết nối như thế này (Hình 1)

Thẻ SD: GND GND + 5 5VCS Kỹ thuật số 4MOSI Kỹ thuật số 11SCK Kỹ thuật số 13MI SQ Kỹ thuật số 12

Cảm biến khí ápVCC_IN 5VGND GNDSCL Tương tự 5SDA Tương tự 4

Điốt:

GND GND

Màu xanh lá cây + Kỹ thuật số 7

Vàng + Kỹ thuật số 5

Đỏ + Kỹ thuật số 6

Làm gì

1.) Hàn GND trên tất cả các điốt lại với nhau để tạo ra một GND dùng chung để tạo ra ít dây hơn tới arduino.

2.) Hàn điện trở ưa thích của bạn với điốt.

3.) Cắt tất cả các dây theo độ dài vừa vặn và kết nối hoặc hàn chúng với arduino và phần cứng.

4.) Dán các dây vào vỏ bọc, vì vậy bạn không cần phải dò dẫm với chúng khi lấy dữ liệu từ thẻ SD.

5.) Dán pin và các thành phần mong muốn vào Vỏ. (Đảm bảo rằng bạn không dán thẻ SD vào vỏ, vì bạn muốn đẩy thẻ ra để thu thập dữ liệu).

6.) Tách các dây dễ bị tổn thương bằng keo, để đảm bảo các dây không chạm vào nhau và gây đoản mạch. Chúng tôi đã làm điều này với các dây điện trở và diode. (Hình 3)

Bước 3: Chế tạo tên lửa

những gì bạn cần:

Các cuộn giấy vệ sinh rỗng, một ống nối nhựa pvc, băng keo, dao tiện ích, một cái cưa nhỏ và một ly sâm panh bằng nhựa

Cách chế tạo tên lửa:

1.) Lấy 4 cuộn giấy vệ sinh và băng keo dán chúng lại với nhau. (Hình 2)

2.) Sau đó dán băng keo vào đáy của 3 cuộn. (Hình 3)

3.) Bây giờ bạn dán băng keo toàn bộ tên lửa, cho đến khi bạn không thể nhìn thấy bất kỳ cuộn giấy vệ sinh nào.

4.) Cắt 2 lỗ trên tên lửa để có thể nhìn thấy các điốt, và cảm biến có thể lấy được không khí. (Hình 4)

5.) Lấy cái cưa nhỏ của bạn và cắt phần cuối của rượu sâm banh rồi cắt nó thành 2 miếng. (Hình 5)

6.) Sau đó, lấy 2 mảnh của ly sâm panh, uốn cong chúng quanh một cuộn giấy vệ sinh và dán băng keo lại với nhau. Chưa băng đầu vào tên lửa. Bạn muốn vỏ bọc và cảm biến trong tên lửa trước.

7.) Dán băng keo pvc vào đáy của tên lửa.

Bước 4: Chế tạo Trình phóng tên lửa

Những gì bạn cần:

1 van điện từ, 1 bình gas, 1 van thường, 1 ống nhựa pvc và 1 ống nối pvc.

1.) Lắp van thông thường trên bình gas

2.) Lắp van điện từ vào van thông thường

3.) Đặt khớp nối pvc lên trên van điện từ và đảm bảo rằng nó kín khí

4.) Lắp ống pvc trong ống nối pvc.

Bước 5: BƯỚC LOẠI BỎ (Làm dù)

Vì chúng tôi không có thời gian để thực hiện dự án của mình, chúng tôi quyết định tháo chiếc dù và thay vào đó là bắt tên lửa bằng một tấm bạt.

Nhưng vì chúng tôi đã làm dù nên chúng tôi quyết định giữ nguyên bước này, trong trường hợp bạn vẫn muốn nhảy dù cho tên lửa của mình.

_

Chúng tôi không muốn tên lửa rơi xuống và vỡ thành nhiều mảnh, do đó chúng tôi cần một chiếc dù.

Để làm được điều này, chúng ta cần:

1 miếng vải nhựa, Dây thừng, 1 chốt an toàn, băng keo và một sợi dây chun.

1.) Cắt nhựa "đào" thành một hình vuông.

2.) Gấp nó lại để nó có 2 lớp. (Hình 2)

3.) Gấp nó thành một hình vuông để nó sẽ được 4 lớp. (Hình 3)

4.) Gấp nó thành một hình tam giác, như vậy nó sẽ có 8 lớp. (Hình 4)

5.) Tạo một đường thẳng X cm từ góc và cắt nó đi. (Hình 5)

6.) Gấp lại thành 1 lớp. Bây giờ nó sẽ giống như hình 6.

7.) Cắt 2 sợi dây với chiều dài:

8.) Lấy các góc và ghép chúng lại với nhau, luồn 1 đầu dây vào giữa rồi băng lại. (hình 7)

9.) Thực hiện một nút thắt, để 2 sợi dây có một vòng lặp nhỏ. (Hình 8)

Bước 6: Chương trình Arduino

Chương trình bắt đầu chạy ngay sau khi bạn kết nối pin với arduino.

3 điốt sẽ cho biết tên lửa đang ở trạng thái nào.

Màu đỏ có nghĩa là có vấn đề với thẻ SD và dữ liệu sẽ không được ghi lại. Màu vàng có nghĩa là tên lửa đã được thiết lập xong nhưng chưa ghi nhật ký. Màu xanh có nghĩa là dữ liệu đang được ghi.

Kể từ thời điểm kết nối pin, tên lửa sẽ ở chế độ chờ trong 2 phút. (Điốt vàng đang bật)

Sau 2 phút, diode màu vàng sẽ tắt và màu xanh lá cây sẽ sáng. Tên lửa hiện đã sẵn sàng để được phóng.

Chương trình chứa một float có tên là "Looptime". Biến này cho biết tần suất dữ liệu được ghi lại. Trong chương trình này, thời gian lặp được đặt thành 0,5, có nghĩa là dữ liệu được ghi sau mỗi 0,5 giây.

Dữ liệu sẽ được in trong màn hình nối tiếp nếu arduino được kết nối với máy tính. Nhưng cũng sẽ in vào thẻ SD nếu được kết nối. Dữ liệu được phân tách bằng dấu chấm phẩy. Đầu tiên là thời gian, sau đó là nhiệt độ, sau đó là áp suất và cuối cùng là 3 dấu chấm phẩy, điều này là do nó cần thiết trong "Máy tính tên lửa" để tạo các cột trống cho các phép tính.

Bước 7: "Máy tính tên lửa"

Chương trình được thực hiện trong Microsoft Visual Studio.

Khi bạn mở chương trình, điều đầu tiên bạn sẽ thấy là một lời chào. (Hình 1)

Nhấn "Nhập.." để bắt đầu nhập dữ liệu của bạn.

Nhấn "Nhập tệp…" để định vị tệp trên máy tính của bạn (Hình 2 & 3)

Khi bạn đã chọn tệp, hãy nhấn mở và bạn sẽ nhận được một cửa sổ bật lên, cho bạn biết rằng tệp của bạn đã được nhập. (Hình 4)

Dữ liệu hiện đã được nhập và sẵn sàng.

Nếu bạn nhấn "Dữ liệu", bạn sẽ thấy tất cả dữ liệu của mình và Chiều cao được tính toán (Hình 5)

Nếu bạn nhấn "Chiều cao", bạn sẽ thấy một biểu đồ trên chiều cao. (Hình 6)

Bước 8: Kiểm tra tên lửa

Kết quả của vụ phóng tên lửa hơi thất vọng. Chúng tôi đã hy vọng tên lửa sẽ tăng thêm độ cao, nhưng cuối cùng tên lửa đã phóng và chúng tôi có một số dữ liệu để chúng tôi có thể xử lý trong chương trình của mình. Dữ liệu không phải là tốt, bởi vì có một chút khác biệt, nhưng có một sự khác biệt nhỏ.

Giữa thử nghiệm đầu tiên và thử nghiệm thứ hai, chúng tôi đã đặt lại ardunio, vì vậy dữ liệu nằm trong một tài liệu.

Để thử nghiệm "Máy tính tên lửa", chúng tôi cần thêm dữ liệu với sự khác biệt về kết quả. Để có được điều này, chúng tôi bật arduino và đi lên cầu thang lên tầng 4 và quay trở lại.