BEND_it: Stressa inte bara "BEND_it" ut: 8 steg (med bilder)

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:10

INTRODUKTION

BEND_it är en snabbskalig testmaskin i liten skala. Det är ganska bra på att böja och bryta saker. Det kan också vara användbart ibland. Det kan hjälpa en att hämta information som:

1. Horisontell dragkraft på grund av välvning.
2. Förändring i böjspänning på grund av förändring i geometri.
3. Materialstyvhet

Projektet gjordes av Anand Shah och Ryan Daley som en del av seminariekursen: Computational Design and Digital Fabrication vid ITECH -programmet, University of Stuttgart, Tyskland.

Tillbehör

Projektet var tänkt under de utmanande COVID-19-tiderna och kunde därför göras helt hemma utan att behöva använda laserskurna delar/ 3D-tryckta delar eller andra verkstadsbaserade verktyg.

System för mekanism

• 1 x 900 mm x 600 mm pappersark
• 1 x 900 mm x 600 mm polysterolark
• Lite pappavfall från förpackningslådor
• Plastväxlar och -ställ (Amazon)

Huvudelektronik

• 1 X Arduino Uno R3 (startpaket - ebay)
• 15 X bygelkablar (ingår i startpaket)
• 1 X brödbräda (ingår i startpaketet)
• 1 x 5V nätadapter (Amazon)

Verktyg

• 1 X Superlim (1g)
• 1 x vitt lim (200 g)
• 1 X isoleringstejp
• 1 X elektronik kabelskärare
• 1 X lödstång
• Vanlig stationär (sax, pappersklippare, skärmatta, penna, penna, suddgummi, linjal)

Motorer och sensorer

• 1 X stegmotor: 28BYJ-48, 5V, DC (ingår i startpaketet)
• 1 X ULN2003 APG -drivrutin (ingår i startpaketet)
• 1 X 1 kg Lastcell med HX711 vägningssensor (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Axelaccelerometer (Amazon)

TEORI

Stegmotor

28BYJ-48 är en 5-trådig enpolig stegmotor som rör sig 32 steg per rotation internt men har ett växelsystem som rör axeln med en faktor 64. Resultatet är en motor som snurrar i 2048 steg per rotation. För att styra motorn och låta den gå smidigt skulle vi ha en ULM 2003 Darlington Transister Array. För mer detaljerad information är den nämnda webbplatsen en bra resurs:

Stegmotorer med Arduino - Komma igång med stegmotorer

Lastcell

För projektet använder vi en 1 kg lastcell med en HX711 vägningssensor. Lastceller är metalldelar som har dragmätare fästa vid den. Töjningsmätare är känsliga resistorer, vars motstånd varierar när de genomgår deformation. HX711 -mikrochipet förstärker detta motstånd och överför det till Arduino Board. Lastcellen måste inledningsvis kalibreras med kunskapsvikter. här i vårt fall kalibreras mätaren i kg och sedan multipliceras serievärdet med 9,8 för att få kraft i Newton. För att få mer information kan du kolla in den här videon:

Electronic Basics #33: Stammätare/lastcell och hur man använder dem för att mäta vikt

Accelerometer

Accelerometrar är avkänningsanordningar som är användbara för att mäta statiska och dynamiska krafter. De mäter skillnaden mellan linjär acceleration i Accelerometers referensberömmelse och jordens gravitationsfältvektor. här i detta experiment använder vi Pitch som utgång från Accelerometer. Pitch är ett vinkelvärde i grader som skulle ge orienteringen för den böjda plattan med avseende på y-axeln för accelerometern. Bilden nedan kan användas som referens för att förstå tonvärdet.

För mer detaljerad information kan du besöka denna webbplats:

Hur man spårar orientering med Arduino och ADXL345 Accelerometer

Steg 1: Rektor

REKTOR

Bend_It -maskinen aktiverar i sidled ett material med en stegmotor och mäter sedan materialets svar med hjälp av lastcell och accelerometer. Lastcellen mäter den sidokraft som materialet motstår med. Accelerometern är medel för att mäta den geometriska deformationen i materialet. Den insamlade informationen skickas som en dataström till ett Excel -kalkylblad där allt kan jämföras på en spridningsdiagram. Detta gör att designern kan se hur mycket kraft det tog för materialet att nå en plastisk deformation. Den laterala belastningen reduceras när materialet har nått en tröskel för aktivering, och vi kan se att materialet inte återvänder på ett elastiskt sätt till sin ursprungliga form. Denna testmetod är ett snabbt och enkelt sätt att analysera anpassade material som kanske är för små för att testas med krossmaskiner i full skala.

Steg 2: Linjär rörelse med stegmotor

Tillbehör som behövs: pappersark, pappavfall, plastväxlar, ställ, superlim, vitt lim, stationära föremål, Arduino Uno R3, bygeltrådar, brödbräda, 5V nätadapter, stegmotor (28BYJ-48) ULN2003-transistor.

Steg 3: Stegmotor + lastcell (för att mäta horisontell tryck)

Tillbehör som behövs utöver steg 1: Polysterolark, isoleringstejp, elektronisk kabelskärare, lödstång, 1 kg lastcell med HX711 -vågsensor

Steg 4: Stegmotor + lastcell + accelerometer (för att mäta böjning)

Tillbehör som behövs utöver steg 2: ADXL345 - 3 - Axelaccelerometer och bygelkablar

Steg 5: Fritzing Diagram

Steg 6: Monterad maskin

Maskinen monteras slutligen och packas i papperskartongens låda.

Steg 7: Arbetsvideo

Steg 8: Arduino -kod

Använd den här länken för att få åtkomst till koden:

Bend_it.ino