EAL-Industry 4.0-Smart Rocket: 8 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Este é um projeto escolar, feito em Erhversakademiet Lillebælt na Dinamarca.

O projeto é realizado em uma classe denominada "Industri 4.0".

A tarefa é implementar um sistema automático a partir dos princípios da indústria 4.0.

O sistema deve ser capaz de registrar dados e carregá-los em um banco de dados.

Os dados devem ser lidos no banco de dados.

Etapa 1: fazendo a bainha para seus sensores, Arduino e bateria

A bainha é desenhada no Inventor e impressa em um Makerbot 2+

(De alguma forma, tivemos um erro de impressora, que fez com que a superfície de um dos lados parecesse um pouco estranha.)

A bainha foi concebida com 5 divisões. O primeiro é para a bateria, o segundo é para o cartão SD, o terceiro é para o sensor barométrico, o quarto é para os diodos e o último é para o arudino.

Em uma das peças são feitas ranhuras para a sala do sensor e do diodo, para dar ar ao sensor e para que os diodos possam ser vistos.

O motivo lá estar em 4 partes é porque a impressora que usamos, não era grande o suficiente para o comprimento da bainha. O ponto de montagem é diferente nas 2 partes, por isso é menos provável que se quebre

O que fazer

1.) Monte as peças (na figura 1, as 2 brancas e as 2 marrons) e cole.

2.) Na parte de trás da bainha, faça 3 furos para os diodos na ranhura. (Figura 2).

Etapa 2: configuração do hardware

O que você precisa:

1 Arduino nano, 1 leitor de cartão SD + cartão SD, 1 sensor barométrico, 3 diodos + resistores, 1 bateria de 9v e fios.

Por baixo e por cima de todas as ferragens existe um pouco de algodão antes de a bainha ser fechada. Isso é para garantir que o hardware está seguro e não se moverá quando o foguete for disparado.

O arduino está conectado assim (Figura 1)

Cartão SD: GND GND + 5 5VCS Digital 4MOSI Digital 11SCK Digital 13MI SQ Digital 12

Sensor barométrico VCC_IN 5VGND GNDSCL Analog 5SDA Analog 4

Diodos:

GND GND

Verde + Digital 7

Amarelo + Digital 5

Vermelho + Digital 6

O que fazer

1.) Solde o GND em todos os diodos juntos para fazer um GND compartilhado para fazer menos fios para o arduino.

2.) Solde seus resistentes preferidos aos diodos.

3.) Corte todos os fios em comprimentos adequados e conecte ou solde-os ao arduino e ao hardware.

4.) Cole os fios na bainha, para que você não tenha que se atrapalhar com eles ao adquirir dados do cartão SD.

5.) Cole a bateria e os componentes desejados na bainha. (Certifique-se de não colar o cartão SD na bainha, pois deseja ejetar o cartão para aquisição de dados).

6.) Separe os fios vulneráveis com cola, para garantir que os fios não se toquem e causem curto-circuito. Fizemos isso com os fios do resistor e do diodo. (Figura 3)

Etapa 3: fazendo o foguete

o que você precisa:

Rolos de papel higiênico vazios, um encaixe de pvc, fita adesiva, canivete, uma pequena serra fina e uma taça de champanhe de plástico

Como construir o foguete:

1.) Pegue 4 rolos de papel higiênico e cole-os com fita adesiva. (Figura 2)

2.) Em seguida, coloque fita adesiva na parte inferior dos 3 rolos. (Figura 3)

3.) Agora você fita o foguete inteiro, até que você não consiga ver nenhum rolo de papel higiênico.

4.) Faça 2 furos no foguete, para que os diodos possam ser vistos e o sensor possa receber ar. (Figura 4)

5.) Pegue sua serrinha fina e corte a ponta da taça de champanhe e depois corte em 2 pedaços. (Figura 5)

6.) Em seguida, pegue as 2 peças da taça de champanhe, dobre-as em torno de um rolo de papel higiênico e cole-as com fita adesiva. Não prenda ainda a parte superior do foguete. Você quer a bainha e os sensores no foguete primeiro.

7.) Prenda com fita adesiva o encaixe de pvc no fundo do foguete.

Etapa 4: fazer o lançador de foguetes

O que você precisa:

1 Válvula solenóide, 1 tanque de gás, 1 válvula regular, 1 tubo de pvc e 1 conexão de pvc.

1.) Instale a válvula regular no tanque de gás

2.) Monte a válvula solenóide na válvula regular

3.) Coloque o encaixe de pvc no topo da válvula solenóide e certifique-se de que é hermético

4.) Encaixe o tubo de pvc na conexão de pvc.

Etapa 5: PASSO REMOVIDO (fazendo o pára-quedas)

Por falta de tempo para fazer nosso projeto, decidimos tirar o pára-quedas e pegar o foguete com uma lona.

Mas como já fizemos o paraquedas, decidimos manter o passo, caso você ainda queira dar um paraquedas ao seu foguete.

_

Não queremos que o foguete caia e se quebre, portanto, precisamos de um pára-quedas.

Para fazer isso, precisamos:

1 pano plástico, corda, 1 pino de segurança, fita adesiva e elástico.

1.) Corte o plástico "cavado" em um quadrado.

2.) Dobre-o de modo que tenha 2 camadas. (Figura 2)

3.) Dobre em um quadrado de modo que tenha 4 camadas. (Figura 3)

4.) Dobre-o em um triângulo, então terá 8 camadas. (Figura 4)

5.) Faça uma linha linear X cm do canto e corte-a. (Figura 5)

6.) Dobre-o de volta em 1 camada. Agora deve ser semelhante à imagem 6.

7.) Corte 2 cordas com o comprimento:

8.) Pegue os cantos e junte-os, coloque 1 ponta da corda no meio e prenda com fita adesiva. (foto 7)

9.) Faça um nó, de modo que as 2 cordas fiquem um pequeno laço. (Figura 8)

Etapa 6: Programa Arduino

O programa começa a funcionar assim que você conecta a bateria ao arduino.

Os 3 diodos dirão em que estado o foguete está.

Vermelho significa que há um problema com o cartão SD e os dados não serão registrados. Amarelo significa que o foguete está configurado, mas ainda não está registrado. Verde significa que os dados estão sendo registrados.

A partir do momento em que a bateria for conectada, o foguete ficará em modo de espera por 2 minutos. (Diodo amarelo está ligado)

Após 2 minutos, o diodo amarelo apagará e o verde acenderá. O foguete agora está pronto para ser lançado.

O programa contém um float chamado "Looptime". Esta variável informa com que freqüência os dados são registrados. Neste programa, o tempo de loop é definido como 0,5, o que significa que os dados são registrados a cada 0,5 segundo.

Os dados serão impressos no monitor serial se o arduino estiver conectado a um computador. Mas também imprimirá no cartão SD, se conectado. Os dados são separados por ponto e vírgula. Primeiro vem a hora, depois a temperatura, depois a pressão e no final vêm os 3 pontos e vírgulas, isso porque é necessário na "Calculadora de foguetes" fazer colunas vazias para os cálculos.

Etapa 7: "Calculadora de foguete"

O programa é feito em Microsoft Visual Studio.

Ao abrir o programa, a primeira coisa que você verá é uma saudação. (Figura 1)

Pressione "Importar.." para começar a importar seus dados.

Pressione "Importar arquivo …" para localizar o arquivo no seu computador (Imagem 2 e 3)

Depois de escolher o arquivo, pressione abrir e você deverá obter uma janela pop-up informando que seu arquivo foi importado. (Figura 4)

Os dados agora estão importados e prontos.

Se você pressionar "Dados", verá todos os seus dados e a Altura calculada (Figura 5)

Se você pressionar "Height" verá um gráfico sobre a altura. (Figura 6)

Etapa 8: Testando o foguete

O resultado do lançamento do foguete foi um pouco decepcionante. Esperávamos que o foguete ganhasse mais altitude. Mas pelo menos o foguete foi lançado e obtivemos alguns dados, que podemos processar em nosso programa. Os dados não são tão bons, porque há pouca diferença, mas há uma pequena diferença.

Entre o primeiro e o segundo teste, não zeramos o ardunio, para que os dados fiquem em um único documento.

Para testar a "Calculadora de foguete", precisávamos de mais dados com diferença no resultado. Para fazer isso, ligamos o arduino, subimos as escadas até o 4º andar e descemos novamente.