BEND_it : Ne stressez pas, faites simplement « BEND_it » : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

INTRODUCTION

BEND_it est une machine de test rapide à petite échelle. C'est assez bon pour plier et casser des choses. Cela peut aussi être utile à certains moments. Cela pourrait aider à récupérer des informations telles que:

1. Force de poussée horizontale due à l'action de cambrure.
2. Modification de la contrainte de flexion due à une modification de la géométrie.
3. Rigidité du matériau

Le projet a été réalisé par Anand Shah et Ryan Daley dans le cadre du cours de séminaire: conception informatique et fabrication numérique au programme ITECH, Université de Stuttgart, Allemagne.

Fournitures

Le projet a été conçu pendant la période difficile du COVID-19 et peut donc être entièrement réalisé à la maison sans avoir besoin d'utiliser des pièces découpées au laser/des pièces imprimées en 3D ou d'autres outils d'atelier.

Système pour mécanisme

• 1 feuille de papier cartonné de 900 mm x 600 mm
• 1 feuille de polystérol de 900 mm x 600 mm
• Certains déchets Carton des cartons d'emballage
• Engrenages et crémaillères en plastique (Amazon)

Électronique principale

• 1 X Arduino Uno R3 (Kit de démarrage - ebay)
• 15 X fils de cavalier (inclus dans le kit de démarrage)
• 1 planche à pain (incluse dans le kit de démarrage)
• 1 adaptateur secteur 5V (Amazon)

Outils

• 1 X Super Colle (1g)
• 1 X colle blanche (200g)
• 1 X ruban isolant
• 1 X coupe-câble électronique
• 1 X tige de soudure
• Stationnaire ordinaire (ciseaux, coupe-papier, tapis de coupe, stylo, crayon, gomme, règle)

Moteurs et capteurs

• 1 X moteur pas à pas: 28BYJ-48, 5 V, CC (inclus dans le kit de démarrage)
• 1 X pilote APG ULN2003 (inclus dans le kit de démarrage)
• Cellule de pesée 1 X 1 kg avec capteur de pesage HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, 3 - Accéléromètre à axes (Amazon)

THÉORIE

Moteur pas à pas

Le 28BYJ-48 est un moteur pas à pas unipolaire à 5 fils qui se déplace de 32 pas par rotation en interne mais possède un système d'engrenage qui déplace l'arbre d'un facteur 64. Le résultat est un moteur qui tourne à 2048 pas par rotation. Afin de contrôler le moteur et de le laisser fonctionner correctement, nous utiliserons un ULM 2003 Darlington Transister Array. Pour des informations plus détaillées, le site Web mentionné est une excellente ressource:

Moteurs pas à pas avec Arduino - Premiers pas avec les moteurs pas à pas

Cellule de charge

Pour le projet, nous utilisons une cellule de charge de 1 kg avec un capteur de pesage HX711. Les cellules de charge sont des pièces métalliques auxquelles sont attachées des jauges de contrainte. Les jauges de contrainte sont des résistances sensibles, dont la résistance varie au fur et à mesure qu'elles subissent une déformation. La puce HX711 amplifie cette résistance et la transfère à la carte Arduino. La cellule de charge doit être calibrée initialement avec des poids connus. ici dans notre cas la jauge est calibrée en kg puis la valeur série est multipliée par 9,8 pour obtenir la force en Newtons. Pour obtenir plus d'informations, vous pouvez regarder cette vidéo:

Electronic Basics #33: Jauge de contrainte/cellule de charge et comment les utiliser pour mesurer le poids

Accéléromètre

Les accéléromètres sont des dispositifs de détection utiles pour mesurer les forces statiques et dynamiques. Ils mesurent la différence entre l'accélération linéaire dans la renommée de référence de l'accéléromètre et le vecteur de champ gravitationnel terrestre. ici, dans cette expérience, nous utilisons Pitch comme sortie de l'accéléromètre. Le pas est une valeur d'angle en degrés qui fournirait l'orientation de la plaque pliée par rapport à l'axe y de l'accéléromètre. L'image ci-dessous peut être utilisée comme référence pour comprendre la valeur de hauteur.

Pour plus d'informations, vous pouvez visiter ce site:

Comment suivre l'orientation avec l'accéléromètre Arduino et ADXL345

Étape 1: Principal

PRINCIPAL

La machine Bend_It actionne latéralement un matériau avec un moteur pas à pas, puis mesure la réponse du matériau à l'aide de la cellule de charge et de l'accéléromètre. La cellule de charge mesure la force latérale avec laquelle le matériau résiste. Les accéléromètres sont des moyens de mesurer la déformation géométrique dans le matériau. Les données collectées sont envoyées sous forme de flux de données vers une feuille de calcul Excel où elles peuvent toutes être comparées sur un nuage de points. Cela permet au concepteur de voir combien de force il a fallu pour que le matériau atteigne une déformation plastique. La charge latérale est réduite une fois que le matériau a atteint un seuil d'actionnement, et l'on constate que le matériau ne reprend pas, de manière élastique, sa forme d'origine. Cette méthode de test est un moyen rapide et facile d'analyser des matériaux personnalisés qui sont peut-être trop petits pour être testés à l'aide de machines de concassage à grande échelle.

Étape 2: mouvement linéaire avec moteur pas à pas

Fournitures nécessaires: feuille de papier-carton, déchets de carton, engrenages en plastique, supports, super colle, colle blanche, articles stationnaires requis, Arduino Uno R3, fils de raccordement, planche à pain, adaptateur d'alimentation 5 V, moteur pas à pas (28BYJ-48) Transistor ULN2003.

Étape 3: moteur pas à pas + cellule de charge (pour mesurer la poussée horizontale)

Fournitures nécessaires en plus de l'étape 1: feuille de polystérol, ruban isolant, coupe-câble électronique, tige à souder, cellule de charge de 1 kg avec capteur de pesage HX711

Étape 4: Moteur pas à pas + cellule de charge + accéléromètre (pour mesurer l'inclinaison de l'arc)

Fournitures nécessaires en plus de l'étape 2: ADXL345 - Accéléromètre à 3 axes et câbles de raccordement

Étape 5: Diagramme de frittage

Étape 6: Machine assemblée

La Machine est enfin assemblée et emballée à l'intérieur de la boîte de base en carton.

Étape 7: Vidéo de travail

Étape 8: Code Arduino

Veuillez utiliser ce lien pour accéder au code:

Bend_it.ino