BEND_it: Ikke stress ut bare "BEND_it" ut: 8 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58

INTRODUKSJON

BEND_it er en liten testmaskin i liten skala. Det er ganske bra til å bøye og bryte ting. Det kan også være nyttig til tider. Det kan hjelpe en å hente informasjon som:

1. Horisontal skyvekraft på grunn av buet handling.
2. Endring i bøyestress på grunn av endring i geometri.
3. Materialstivhet

Prosjektet ble utført av Anand Shah og Ryan Daley som en del av Seminar Course: Computational Design and Digital Fabrication ved ITECH -programmet, University of Stuttgart, Tyskland.

Rekvisita

Prosjektet ble oppfunnet under de utfordrende COVID-19-tider og kunne derfor fullstendig gjøres hjemme uten behov for bruk av laserskårne deler/ 3D-trykte deler eller andre verkstedbaserte verktøy.

System for mekanisme

• 1 x 900 mm x 600 mm ark av papir
• 1 x 900 mm x 600 mm polysterolark
• Noe avfall Kartong fra emballasje esker
• Plastgir og stativer (Amazon)

Hovedelektronikk

• 1 X Arduino Uno R3 (startsett - ebay)
• 15 X hoppetråder (inkludert i startpakken)
• 1 X brødbrett (inkludert i startpakken)
• 1 x 5V strømadapter (Amazon)

Verktøy

• 1 X Superlim (1g)
• 1 x hvitt lim (200 g)
• 1 X isolasjonstape
• 1 X elektronikk kabelkutter
• 1 X loddestang
• Vanlig stasjonær (saks, papirklipper, skjærematte, penn, blyant, viskelær, linjal)

Motorer og sensorer

• 1 X trinnmotor: 28BYJ-48, 5V, DC (inkludert i startpakken)
• 1 X ULN2003 APG -driver (inkludert i startsettet)
• 1 x 1 kg lastcelle med HX711 veiesensor (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - akseakselerometer (Amazon)

TEORI

Trinnmotor

28BYJ-48 er en 5-tråds unipolar trinnmotor som beveger seg 32 trinn per rotasjon internt, men har et girsystem som beveger akselen med en faktor 64. Resultatet er en motor som snurrer med 2048 trinn per rotasjon. For å kontrollere motoren og la den gå jevnt, ville vi ha en ULM 2003 Darlington Transister Array. For mer detaljert informasjon, er det nevnte nettstedet en flott ressurs:

Steppermotorer med Arduino - Komme i gang med trinnmotorer

Lastcelle

Til prosjektet bruker vi en 1 kg lastcelle med en HX711 veiesensor. Lastceller er metalldeler som har strekkmålere festet til den. Strekkmålere er følsomme motstandere, hvis motstand varierer etter hvert som de gjennomgår deformasjon. HX711 mikrochip forsterker denne motstanden og overfører den til Arduino Board. Lastcellen må i utgangspunktet kalibreres med kunnskapsvekter. her i vårt tilfelle er måleren kalibrert i kg og deretter multipliseres den serielle verdien med 9,8 for å få kraft i Newton. For å få mer informasjon kan du sjekke ut denne videoen:

Electronic Basics #33: Strekkmåler/lastcelle og hvordan du bruker dem til å måle vekt

Akselerometer

Akselerometre er sanseenheter som er nyttige for å måle statiske og dynamiske krefter. De måler forskjellen mellom lineær akselerasjon i Accelerometers referanseberømmelse og jordens gravitasjonsfeltvektor. her i dette eksperimentet bruker vi Pitch som utgang fra Accelerometer. Stigning er en vinkelverdi i grader som vil gi orienteringen til den bøyde platen i forhold til y-aksen til akselerometeret. Bildet nedenfor kan brukes som en referanse for å forstå tonehøydeverdi.

For mer detaljert informasjon kan du besøke dette nettstedet:

Hvordan spore orientering med Arduino og ADXL345 akselerometer

Trinn 1: Rektor

REKTOR

Bend_It -maskinen aktiverer lateralt et materiale med en trinnmotor, og måler deretter materialets respons ved hjelp av lastcelle og akselerometer. Lastcellen måler sidekraften som materialet motstår med. Akselerometeret er et middel til å måle den geometriske deformasjonen i materialet. De innsamlede dataene sendes som en datastrøm til et Excel -regneark der alt kan sammenlignes på et spredningsdiagram. Dette gjør at designeren kan se hvor mye kraft det tok for materialet å nå en plastisk deformasjon. Sidelasten reduseres når materialet har nådd en terskel for aktivering, og vi kan se at materialet ikke går elastisk tilbake til sin opprinnelige form. Denne testmetoden er en rask og enkel måte å analysere tilpassede materialer som kanskje er for små til å bli testet ved å bruke knusemaskiner i full skala.

Trinn 2: Lineær bevegelse med trinnmotor

Nødvendige rekvisita: Papirark, pappavfall, plastgir, stativer, superlim, hvitt lim, stasjonære gjenstander, Arduino Uno R3, hoppetråder, brødbrett, 5V strømadapter, trinnmotor (28BYJ-48) ULN2003-transistor.

Trinn 3: Trinnmotor + lastcelle (for å måle horisontal trykk)

Rekvisita som trengs i tillegg til trinn 1: Polysterol -ark, isolasjonstape, elektronisk kabelskjærer, loddestang, 1 kg lastcelle med HX711 veiesensor

Trinn 4: Trinnmotor + lastcelle + akselerometer (for å måle buetiltning)

Rekvisita som trengs i tillegg til trinn 2: ADXL345 - 3 - akselakselometer og hoppetråder

Trinn 5: Fritzing Diagram

Trinn 6: Montert maskin

Maskinen er til slutt satt sammen og pakket inne i papirkartongboksen.

Trinn 7: Arbeidsvideo

Trinn 8: Arduino -kode

Bruk denne lenken for å få tilgang til koden:

Bend_it.ino