BEND_it: استرس نداشته باشید فقط "BEND_it" خارج شوید: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

معرفی

BEND_it یک دستگاه تست سریع مقیاس کوچک است. در خم شدن و شکستن چیزها بسیار خوب است. همچنین می تواند در مواقعی مفید باشد. این می تواند به بازیابی اطلاعات مانند:

1. نیروی رانش افقی به دلیل عمل قوس گیری.
2. تغییر تنش خمشی به دلیل تغییر هندسه.
3. سختی مواد

این پروژه توسط آناند شاه و رایان دالی به عنوان بخشی از دوره سمینار: طراحی محاسباتی و ساخت دیجیتال در برنامه ITECH ، دانشگاه اشتوتگارت آلمان انجام شد.

تدارکات

این پروژه در زمان چالش برانگیز COVID-19 طراحی شده بود و بنابراین می تواند به طور کامل در خانه بدون نیاز به استفاده از قطعات برش لیزری/ قطعات چاپ سه بعدی یا سایر ابزارهای کارگاهی انجام شود.

سیستم مکانیزم

• ورق کاغذ 1 X 900mm x 600mm
• 1 ورق پلی استرول x 900mm x 600mm
• مقداری مقوا را از جعبه های بسته بندی دور می ریزند
• چرخ دنده و قفسه پلاستیکی (آمازون)

الکترونیک اصلی

• 1 X Arduino Uno R3 (Starter Kit - ebay)
• 15 سیم سیم جامپر (شامل کیت استارت)
• 1 X Breadboard (شامل کیت شروع کننده)
• 1 X 5V آداپتور برق (آمازون)

ابزارها

• 1 X Super Glue (1 گرم)
• 1 X چسب سفید (200 گرم)
• 1 X نوار عایق
• 1 عدد کابل برش الکترونیکی
• 1 X میله لحیم کاری
• ثابت ثابت (قیچی ، کاغذ برش ، تشک برش ، قلم ، مداد ، پاک کن ، خط کش)

موتورها و سنسورها

• 1 X پله موتور: 28BYJ-48 ، 5V ، DC (شامل کیت استارت)
• 1 X ULN2003 APG Driver (شامل کیت استارت)
• 1 X 1 کیلوگرم سلول بار با سنسور وزن HX711 (آمازون)
• 1 X ADXL345 ، 3 - شتاب سنج محور (آمازون)

تئوری

استپر موتور

28BYJ-48 یک موتور پله ای تک قطبی 5 سیم است که در هر چرخش 32 پله به صورت داخلی حرکت می کند اما دارای سیستم چرخ دنده ای است که محور را با ضریب 64 حرکت می دهد. نتیجه یک موتور است که در هر دور 2048 پله می چرخد. به منظور کنترل موتور و کارکرد روان آن ، از یک ULM 2003 Darlington Transister Array استفاده می کنیم. برای اطلاعات بیشتر ، وب سایت ذکر شده یک منبع عالی است:

استپر موتور با آردوینو - شروع به کار با استپر موتور

بارگذاری سلول

برای پروژه ما از یک سلول بار 1 کیلوگرمی با سنسور وزن HX711 استفاده می کنیم. سلول بار قطعات فلزی هستند که دارای کرنش سنج به آن متصل شده اند. فشار سنجها مقاومتهای حساسی هستند که مقاومت آنها با تغییر شکل تغییر می کند. میکروچیپ HX711 این مقاومت را تقویت کرده و به برد آردوینو منتقل می کند. سلول بار ابتدا باید با وزنهای مشخص کالیبره شود. در اینجا در مورد ما اندازه گیری بر حسب کیلوگرم کالیبره می شود و سپس مقدار سریال در 9.8 ضرب می شود تا در نیوتون نیرو بگیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید این ویدئو را مشاهده کنید:

مبانی الکترونیکی شماره 33: فشار سنج/بار بار و نحوه استفاده از آنها برای اندازه گیری وزن

شتاب سنج

شتاب سنج ها دستگاه های سنجشی هستند که برای اندازه گیری نیروهای ایستا و دینامیکی مفید هستند. آنها تفاوت بین شتاب خطی در شهرت مرجع شتاب سنج و بردار میدان گرانشی زمین را اندازه گیری می کنند. در اینجا در این آزمایش ما از Pitch به عنوان خروجی شتاب سنج استفاده می کنیم. گام مقدار زاویه بر حسب درجه است که جهت صفحه خمیده را نسبت به محور y شتاب سنج فراهم می کند. تصویر زیر می تواند به عنوان مرجعی برای درک مقدار گام مورد استفاده قرار گیرد.

برای اطلاعات بیشتر می توانید به این وب سایت مراجعه کنید:

نحوه پیگیری جهت گیری با آردوینو و شتاب سنج ADXL345

مرحله 1: اصلی

اصلی

دستگاه Bend_It به صورت جانبی یک ماده را با موتور پله ای فعال می کند ، سپس پاسخ مواد را با استفاده از Load cell و شتاب سنج اندازه گیری می کند. سلول بار نیروی جانبی را که مواد با آن مقاومت می کند اندازه گیری می کند. شتاب سنج وسیله ای برای اندازه گیری تغییر شکل هندسی در مواد است. داده های جمع آوری شده به عنوان یک جریان داده به یک صفحه گسترده Excel ارسال می شود ، جایی که می توان همه آنها را در یک نمودار پراکندگی مقایسه کرد. این به طراح اجازه می دهد تا ببیند چقدر نیرو لازم است تا مواد به یک تغییر شکل پلاستیکی برسند. بار جانبی زمانی کاهش می یابد که مواد به آستانه تحریک برسد و می بینیم که مواد به شکل الاستیک به شکل اولیه خود بر نمی گردند. این روش آزمایشی وسیله ای سریع و آسان برای تجزیه و تحلیل مواد سفارشی است که شاید خیلی کوچک باشند تا با استفاده از ماشین های خرد کن در مقیاس کامل آزمایش شوند.

مرحله 2: حرکت خطی با موتور پله ای

ملزومات مورد نیاز: ورق کاغذ ، مقوا ، مقوای پلاستیکی ، قفسه ها ، چسب فوق العاده ، چسب سفید ، اقلام ثابت ثابت ، Arduino Uno R3 ، سیم های جامپر ، تخته نان ، آداپتور برق 5 ولت ، موتور پله ای (28BYJ-48) ULN2003 ترانزیستور.

مرحله 3: موتور پله ای + سلول بار (برای اندازه گیری رانش افقی)

وسایل مورد نیاز علاوه بر مرحله 1: ورق پلی استرول ، نوار عایق ، کابل برقی الکترونیکی ، میله لحیم کاری ، 1 کیلوگرم سلول بار با سنسور وزن HX711

مرحله 4: موتور پله ای + سلول بار + شتاب سنج (برای اندازه گیری شیب قوس)

لوازم مورد نیاز علاوه بر مرحله 2: ADXL345 - 3 - شتاب سنج محور و سیم های بلوز

مرحله 5: نمودار فریز کردن

مرحله 6: ماشین مونتاژ شده

دستگاه در نهایت مونتاژ شده و در داخل جعبه پایه کاغذ بسته بندی می شود.

مرحله 7: فیلم کار

مرحله 8: کد آردوینو

لطفاً برای دسترسی به کد از این پیوند استفاده کنید:

Bend_it.ino