BEND_it: Não se estresse apenas "BEND_it": 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

INTRODUÇÃO

BEND_it é uma máquina de teste rápido em pequena escala. É muito bom para dobrar e quebrar coisas. Também pode ser útil às vezes. Pode ajudar a recuperar informações como:

1. Força de empuxo horizontal devido à ação de arqueamento.
2. Alteração na tensão de flexão devido à alteração na geometria.
3. Rigidez do material

O Projeto foi realizado por Anand Shah e Ryan Daley como parte do Curso Seminário: Design Computacional e Fabricação Digital do programa ITECH da Universidade de Stuttgart, Alemanha.

Suprimentos

O projeto foi concebido durante os tempos desafiadores do COVID-19 e, portanto, pode ser totalmente feito em casa, sem a necessidade de usar peças cortadas a laser / peças impressas em 3D ou outras ferramentas baseadas na oficina.

Sistema para Mecanismo

• Folha de papel-cartão 1 x 900 mm x 600 mm
• Folha de polisterol de 1 x 900 mm x 600 mm
• Alguns resíduos de papelão de caixas de embalagem
• Engrenagens e cremalheiras de plástico (Amazon)

Eletrônica Principal

• 1 X Arduino Uno R3 (Starter Kit - ebay)
• 15 X Jumper Fios (Incluído no Kit Inicial)
• 1 X breadboard (incluído no kit inicial)
• Adaptador de alimentação 1 X 5V (Amazon)

Ferramentas

• 1 x super cola (1g)
• 1 x cola branca (200g)
• 1 x fita isolante
• 1 x cortador de cabo eletrônico
• 1 x haste de solda
• Estacionário regular (tesoura, cortador de papel, tapete cortante, caneta, lápis, borracha, régua)

Motores e Sensores

• 1 X motor de passo: 28BYJ-48, 5V, DC (incluído no kit inicial)
• 1 X ULN2003 APG Driver (incluído no kit inicial)
• 1 X 1 kg célula de carga com sensor de pesagem HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Acelerômetro de eixo (Amazon)

TEORIA

Motor de passo

O 28BYJ-48 é um motor de passo unipolar de 5 fios que move 32 etapas por rotação internamente, mas tem um sistema de engrenagens que move o eixo por um fator de 64. O resultado é um motor que gira a 2.048 etapas por rotação. A fim de controlar o motor e deixá-lo funcionar sem problemas, faríamos um ULM 2003 Darlington Transister Array. Para informações mais detalhadas, o site mencionado é um ótimo recurso:

Motores de passo com Arduino - Primeiros passos com motores de passo

Célula de carga

Para o projeto, estamos usando uma célula de carga de 1 kg com um sensor de pesagem HX711. Células de carga são peças de metal com medidores de tensão acoplados a elas. Os extensômetros são resistentes sensíveis, cuja resistência varia à medida que sofrem deformação. O microchip HX711 amplifica essa resistência e a transfere para a placa Arduino. A célula de carga precisa ser calibrada inicialmente com pesos conhecidos. aqui, em nosso caso, o medidor é calibrado em kg e o valor de série é multiplicado por 9,8 para obter a força em Newtons. Para obter mais informações, você pode conferir este vídeo:

Noções básicas eletrônicas # 33: Medidor de tensão / célula de carga e como usá-los para medir o peso

Acelerômetro

Os acelerômetros são dispositivos de detecção úteis para medir forças estáticas e dinâmicas. Eles medem a diferença entre a aceleração linear na fama de referência do acelerômetro e o vetor do campo gravitacional terrestre. aqui neste experimento, usamos Pitch como uma saída do acelerômetro. Pitch é um valor de ângulo em graus que forneceria a orientação da placa dobrada em relação ao eixo y do acelerômetro. A imagem abaixo pode ser usada como referência para entender o valor do pitch.

Para obter informações mais detalhadas, você pode visitar este site:

Como monitorar a orientação com Arduino e acelerômetro ADXL345

Etapa 1: Diretor

DIRETOR

Bend_A máquina aciona lateralmente um material com um motor de passo e, em seguida, mede a resposta do material usando célula de carga e acelerômetro. A célula de carga mede a força lateral à qual o material está resistindo. O acelerômetro é um meio de medir a deformação geométrica do material. Os dados coletados são enviados como um fluxo de dados para uma planilha do Excel, onde todos podem ser comparados em um gráfico de dispersão. Isso permite que o projetista veja quanta força foi necessária para que o material atingisse uma deformação plástica. A carga lateral é reduzida quando o material atinge um limiar de acionamento, e podemos ver que o material não retorna, de forma elástica, à sua forma original. Este método de teste é um meio rápido e fácil de analisar materiais personalizados que talvez sejam muito pequenos para serem testados em britadeiras em escala real.

Etapa 2: movimento linear com motor de passo

Suprimentos necessários: folha de papelão, papelão usado, engrenagens de plástico, racks, super cola, cola branca, itens estacionários Reqular, Arduino Uno R3, fios de ligação, tábua de ensaio, adaptador de força de 5V, motor de passo (28BYJ-48) Transistor ULN2003.

Etapa 3: motor de passo + célula de carga (para medir o empuxo horizontal)

Suprimentos necessários além da Etapa 1: Folha de polisterol, fita isolante, cortador de cabo eletrônico, haste de solda, célula de carga de 1 kg com sensor de pesagem HX711

Etapa 4: Motor de passo + célula de carga + acelerômetro (para medir a inclinação do arco)

Suprimentos necessários além da etapa 2: ADXL345 - 3 - Acelerômetro de eixos e fios de ligação

Etapa 5: Diagrama de Fritzing

Etapa 6: Máquina montada

A máquina é finalmente montada e embalada dentro da caixa de base de papelão.

Etapa 7: Vídeo de trabalho

Etapa 8: Código Arduino

Use este link para obter acesso ao código:

Bend_it.ino