BEND_it: Stress ikke ud bare "BEND_it" ud: 8 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

INTRODUKTION

BEND_it er en lille testmaskine i lille skala. Det er ret godt til at bøje og bryde ting. Det kan også være nyttigt til tider. Det kan hjælpe en med at hente oplysninger som:

1. Horisontal trykstyrke på grund af buet handling.
2. Ændring i bøjningsspænding på grund af ændring i geometri.
3. Materialestivhed

Projektet blev udført af Anand Shah og Ryan Daley som en del af Seminar Course: Computational Design and Digital Fabrication ved ITECH -programmet, University of Stuttgart, Tyskland.

Forbrugsvarer

Projektet blev udtænkt under de udfordrende COVID-19-tider og kunne derfor fuldstændigt udføres derhjemme uden brug af laserskårne dele/ 3D-printede dele eller andre værkstedsbaserede værktøjer.

System til mekanisme

• 1 x 900 mm x 600 mm papir-ark
• 1 x 900 mm x 600 mm polysterolark
• Noget affald Karton fra emballageæsker
• Plastgear og stativer (Amazon)

Hovedelektronik

• 1 X Arduino Uno R3 (startsæt - ebay)
• 15 X jumperwires (inkluderet i startsættet)
• 1 X brødbræt (inkluderet i startsæt)
• 1 x 5V strømadapter (Amazon)

Værktøjer

• 1 X Superlim (1g)
• 1 x hvid lim (200 g)
• 1 X isolerende tape
• 1 X elektronik kabelskærer
• 1 X lodde
• Almindelig stationær (saks, papirskærer, skæremåtte, pen, blyant, viskelæder, lineal)

Motorer og sensorer

• 1 X trinmotor: 28BYJ-48, 5V, DC (inkluderet i startsæt)
• 1 X ULN2003 APG -driver (inkluderet i startsættet)
• 1 X 1 kg Vejecelle med HX711 vejesensor (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Axis Accelerometer (Amazon)

TEORI

Trinmotor

28BYJ-48 er en 5-trådet unipolar steppermotor, der bevæger 32 trin pr. Rotation internt, men har et gearsystem, der bevæger akslen med en faktor 64. Resultatet er en motor, der drejer ved 2048 trin pr. Rotation. For at styre motoren og lade den køre gnidningsløst ville vi have et ULM 2003 Darlington Transister Array. For mere detaljeret information er det nævnte websted en god ressource:

Steppermotorer med Arduino - Kom godt i gang med steppermotorer

Load Cell

Til projektet bruger vi en 1 kg vejecelle med en HX711 vejesensor. Vejeceller er metaldele, der har spændingsmåler knyttet til sig. Stammålere er følsomme modstandere, hvis modstand varierer, når de undergår deformation. HX711 -mikrochippen forstærker denne modstand og overfører den til Arduino Board. Lastcellen skal i første omgang kalibreres med kendte vægte. her i vores tilfælde er måleren kalibreret i kg, og derefter multipliceres den serielle værdi med 9,8 for at få kraft i Newton. For at få flere oplysninger kan du tjekke denne video:

Electronic Basics #33: Strain Gauge/Load Cell og hvordan man bruger dem til at måle vægt

Accelerometer

Accelerometre er registreringsenheder, der er nyttige til måling af statiske og dynamiske kræfter. De måler forskellen mellem lineær acceleration i Accelerometerets referenceramme og jordens gravitationsfeltvektor. her i dette eksperiment bruger vi Pitch som output fra Accelerometer. Pitch er en vinkelværdi i grader, som ville give orienteringen af den bøjede plade i forhold til y-aksen for Accelerometeret. Nedenstående billede kan bruges som reference til at forstå pitchværdi.

For mere detaljeret information kan du besøge dette websted:

Sådan sporer du orientering med Arduino og ADXL345 Accelerometer

Trin 1: Principal

REKTOR

Bend_It -maskinen aktiverer lateralt et materiale med en trinmotor og måler derefter materialets reaktion ved hjælp af vejecelle og accelerometer. Lastcellen måler den laterale kraft, som materialet modstår med. Accelerometeret er et middel til måling af den geometriske deformation i materialet. De indsamlede data sendes som en datastrøm til et Excel -regneark, hvor det hele kan sammenlignes på et spredningsdiagram. Dette giver designeren mulighed for at se, hvor meget kraft det tog for materialet at nå en plastisk deformation. Den laterale belastning reduceres, når materialet har nået en tærskel for aktivering, og vi kan se, at materialet ikke elastisk vender tilbage til sin oprindelige form. Denne testmetode er et hurtigt og let middel til at analysere brugerdefinerede materialer, der måske er for små til at blive testet ved hjælp af knusemaskiner i fuld skala.

Trin 2: Lineær bevægelse med trinmotor

Nødvendige forsyninger: Papirplade, pap, pap, plastgear, stativer, superlim, hvid lim, stationære genstande, Arduino Uno R3, jumperwires, brødbræt, 5V strømadapter, trinmotor (28BYJ-48) ULN2003-transistor.

Trin 3: Trinmotor + vejecelle (til måling af vandret tryk)

Nødvendige forbrugsvarer ud over trin 1: Polysterolark, isoleringstape, elektronisk kabelskærer, loddetang, 1 kg vejecelle med HX711 vejesensor

Trin 4: Stepper Motor + Load Cell + Accelerometer (For at måle Arch Tilt)

Supplies påkrævet ud over trin 2: ADXL345 - 3 - Axis Accelerometer og Jumper Wires

Trin 5: Fritzing Diagram

Trin 6: Samlet maskine

Maskinen samles til sidst og pakkes inde i papkassens bundkasse.

Trin 7: Arbejdsvideo

Trin 8: Arduino -kode

Brug venligst dette link for at få adgang til koden:

Bend_it.ino