Pont mobile : 10 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Nous sommes META_XIII, provenant de l'Institut conjoint de l'Université du Michigan-Shanghai Jiao Tong University (JI). Ce manuel de démonstration est fait pour notre conception de cours VG100, un pont mobile contrôlé par Arduino.

JI a été créé conjointement en 2006 par deux universités de premier plan, UM et SJTU. JI dirige la coopération internationale en matière d'éducation en Chine, mettant en vedette les styles éducatifs américain et chinois. Il est situé sur le campus Minhang de SJTU, au sud-ouest de Shanghai, où les entreprises technologiques se regroupent.

Il existe deux projets de cours dans VG100, qui nécessitent tous deux d'analyser, de planifier et de coopérer. Ce cours prépare les étudiants à être des ingénieurs avec 4 qualifications que JI apprécie, Internationalisation, Interdisciplinaire, Innovation et Qualité. Dans la compétition Project1, chaque groupe doit construire "un pont mobile" avec des matériaux spécifiés, et la performance du pont le jour du match fait une grande différence dans la note du cours.

Le jour du match, les 19 groupes doivent se rendre au laboratoire du bâtiment JI et effectuer plusieurs parties de tests. La première partie est le test de fonctionnement, où les ponts devraient pouvoir arrêter les voitures puis s'ouvrir pour laisser passer un navire. Nous avons terminé l'ensemble du processus avec succès et avons obtenu la note maximale. La deuxième partie des tests concerne les tests de taille et de charge. Plus de scores seront obtenus si le pont est plus léger et mieux porteur. Nous pourrions supporter 1 kg dans des variables de forme de 2,83 mm. Nous nous sommes classés 9e en termes d'esthétique et 8e au test de poids.

Enfin, notre pont a obtenu la note de 76,7, se classant 4ème.

Vous trouverez ci-dessous une version courte des règles:

A. Processus de test fonctionnel

une. Une voiture A peut passer le pont.

b. Lorsque A est toujours sur le pont, un gros navire C s'approche du pont par le dessous.

c. Le pont peut détecter C et se soulever après que la voiture A ait quitté le pont pour laisser passer C en dessous.

ré. Après le passage de C, le pont peut revenir à la normale en 15s.

B. Essai de charge

Quelques petits poids seront mis sur le pont 100g de plus à chaque fois. Les poids sont ajoutés jusqu'à 1 kg ou jusqu'à ce que la déviation atteigne 4 mm, puis enregistrez les données.

C. Test de taille

La masse totale du pont (y compris la partie circuit sauf les batteries) sera enregistrée et comparée aux autres groupes.

Liens vidéo: Cliquez ici pour profiter de notre vidéo sur le pont de la journée de jeu !

Nous espérons que l'introduction vous laissera une impression générale sur notre pont.

Étape 1: Diagramme conceptuel

Étape 2: Analyse

Voici quelques explications pour notre calcul sur les variables de forme du pont afin que nous puissions concevoir une structure extrêmement légère qui peut supporter plus de poids en théorie.

Cette partie implique la connaissance de l'analyse de force et intégrale. Nous espérons que cela pourra vous aider à comprendre le principe et à l'appliquer à des situations similaires lorsque vous construisez votre pont.

Étape 3: Liste des matériaux：

** Le prix de la colle à bois, des fils de coton, du papier de cire et d'autres outils n'est pas inclus.

Voici quelques hyperliens pour les articles que vous pouvez acheter chez Taobao.

Arduino Uno（21.90）

Planche à pain（6.24）

Fils de connexion（27.61）

Carte d'entraînement du moteur L298N（10.43）

Capteurs infrarouges 2-30cm 3.3V-5V（31.00）

Micro servo（8.81）

Moteur à engrenages（30.00）

Planche de bois de balsa（402.5）

Latte en bois de balsa（232.06）

Couteau（38.40）

Charnière（12.76）

Étape 4: schéma de circuit

Ci-dessus est un bref schéma de circuit. Les fils de différentes couleurs doivent être connectés aux bouches logiques correspondantes. Tous les fils rouges signifient une alimentation 9V. Tous les fils noirs signifient la terre. Le fil vert signifie la LED verte tandis que le fil rose signifie la LED rouge.

Deux moteurs à engrenages, qui ont 100 tours par seconde, offrent la force principale pour soulever le pont. Ils sont entraînés par un pilote de moteur bon marché, le pilote de moteur sans noyau L298N.

Le Micro Servo est conçu pour faire tourner un bâton qui empêchera une voiture de passer le pont lorsque le pont a été levé. Il pourrait pivoter de 90 degrés et revenir à son emplacement d'origine.

Quatre capteurs infrarouges sont essentiels pour détecter la voiture et le navire. Ils peuvent être utiles pour décider quand le pont doit être levé et déposé.

L'ensemble du processus qui répond aux exigences des tests de fonctionnement doit être mené comme suit:

· Le capteur 1 détecte l'approche d'une voiture A. Le capteur 2 détecte l'approche d'un navire C. Ils envoient les signaux à Arduino pour que la LED rouge émette de la lumière et que le Micro Servo tourne le manche pour arrêter une voiture B.

· Le capteur 3 détecte le départ de la voiture A. Ensuite, les moteurs à engrenages commencent à fonctionner et soulèvent le pont à une hauteur appropriée pour le passage du navire C.

· Le capteur 4 détecte le départ du navire C. Ils envoient les signaux à Arduino. Après un intervalle de 15 s, les motoréducteurs commencent à s'inverser et à poser le pont.

·Le Micro Servo revient à son état d'origine et la LED verte s'allume pour indiquer l'autorisation de passage d'une voiture B.

** Faites attention que les capteurs infrarouges que nous utilisons pour construire notre pont ne sont pas tout à fait les mêmes avec le schéma ci-dessus. Nous choisissons une sorte de moins chère qui peut être tout aussi utile. L'image de ce type est montrée dans la liste des matériaux.

Étape 5: Fabriquer le pont

une. Coupez quatre planches de 1 m * 120 mm * 3 mm en 50 cm de long.

b. Dessinez plusieurs triangles rectangles rapprochés de 4 cm de long et 3 cm de large. Réservez un espace de 2 cm de large de chaque côté et de 0,5 cm de large entre les triangles. Découpez ces triangles avec des couteaux. **Attention à ne pas casser le côté.

c. Collez toutes les deux planches ensemble avec de la colle à bois. Posez et collez un morceau de papier kraft ciré des deux côtés des ponts.

Étape 6: Fabriquer des cadres

une. Coupez des lattes de bois de 3 mm en 15 cm、35 cm et 38 cm de long. Ajustez légèrement leurs extrémités aux formes appropriées pour s'adapter au cadre sans interstice. Collez-les ensemble. Ensuite, faites 3 autres triangles identiques.

b. Coupez plusieurs lattes de bois de 3 mm de taille appropriée. Collez-les avec les (a) triangles de bois pour former plusieurs triangles rectangles isocèles de tailles différentes. (Cette étape consiste à augmenter sa stabilité verticale et sa beauté.)

c. Coupez et collez plusieurs copeaux de bois de 2 mm sur les pièces de liaison pour les renforcer.

ré. Coupez plusieurs lattes de bois de 5 mm en 23 cm. Placez deux (c) triangles en bois à une distance de 23 cm. Collez six lattes entre les triangles. Assurez-vous qu'ils sont équidistants. Ensuite, faites-en un autre identique.

e. Continuez à utiliser des lattes en bois de 5 mm de taille appropriée pour remplir l'espace entre (d) six lattes avec des formes trigonales similaires. Collez-les ensemble. (d, e étape consiste à augmenter sa stabilité latérale, qui est censée être testée mais annulée pour certaines raisons. Cette structure est donc inutile pour les exigences.)

Étape 7: Assemblage

une. Collez le pont avec le cadre. La cuspide d'un cadre doit dépasser le bord de la planche tandis que l'autre se rétracte.

b. Coupez une des (a) planche en 35cm de long

Étape 8: Perfectionnement

une. Percez quatre petits trous à une extrémité de la planche de 35 cm de long. Percez deux trous correspondants sur une planche de 24 cm de long. Connectez-les avec une charnière et des vis.

b. Coupez quatre lattes de bois de 8 mm en 15 cm de long. Percez un trou sur chaque latte à une hauteur de 12cm. Collez deux lattes sur chaque planche parallèlement à une distance de 18 cm. Coupez ensuite quatre bâtons de 6 cm pour renforcer les « tours ».

c. Collez une poutre entre les deux lattes.

ré. Percez deux trous à une extrémité des deux planches. Enfilez les fils de coton à travers les trous sur les planches de pont et les lattes verticales.

e. Percez six trous à l'extrémité des deux tabliers pour vous assurer qu'ils peuvent être fixés sur les culées avec des vis.

Étape 9: Assemblage du circuit

une. Coupez deux cubes de bois de 2 cm et collez-les sur le bord du pont articulé lors de la dernière étape. Collez ensuite un Motoréducteur sur chacun des cubes respectivement. Collez l'extrémité du fil sur la broche avec du 502.

b. Collez deux capteurs infrarouges vers le bas sur les deux traverses (a). Collez deux autres capteurs infrarouges des deux côtés du cadre, ajustez-les pour qu'ils conviennent à la détection du navire.

c. Collez un micro servo sur l'une des lattes de la partie mobile du pont. Collez-y ensuite un bâton de bois en guise de barrière.

ré. Coupez une petite partie de la planche à pain et attachez-la à l'autre latte sur la partie mobile du pont. Mettez une LED rouge et une LED verte sur la petite planche à pain.

e. Connectez tous les fils et testez à plusieurs reprises pour vous assurer de la faisabilité du code Arduino.

Étape 10: Vue finale du système

Merci de vous référer à notre manuel !

Nous espérons qu'il pourra vous donner quelques inspirations lors de la conception de votre pont mobile.