BEND_it: No te estreses solo "BEND_it": 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

INTRODUCCIÓN

BEND_it es una máquina de prueba rápida a pequeña escala. Es bastante bueno para doblar y romper cosas. También podría ser útil en ocasiones. Podría ayudar a uno a recuperar información como:

1. Fuerza de empuje horizontal debido a la acción de arco.
2. Cambio en la tensión de flexión debido a un cambio en la geometría.
3. Rigidez del material

El proyecto fue realizado por Anand Shah y Ryan Daley como parte del Curso Seminario: Diseño Computacional y Fabricación Digital en el programa ITECH, Universidad de Stuttgart, Alemania.

Suministros

El proyecto se concibió durante los desafiantes tiempos de COVID-19 y, por lo tanto, se pudo realizar completamente en casa sin la necesidad de utilizar piezas cortadas con láser / piezas impresas en 3D u otras herramientas de taller.

Sistema por mecanismo

• 1 hoja de cartón de 900 mm x 600 mm
• 1 hoja de poliesterol de 900 mm x 600 mm
• Algunos residuos de cartón de cajas de embalaje.
• Engranajes y rejillas de plástico (Amazon)

Electrónica principal

• 1 X Arduino Uno R3 (Kit de inicio - ebay)
• 15 cables de puente (incluidos en el kit de inicio)
• 1 X tablero de pruebas (incluido en el kit de inicio)
• Adaptador de corriente 1 X 5V (Amazon)

Instrumentos

• 1 X pegamento estupendo (1g)
• 1 X pegamento blanco (200 g)
• 1 X cinta aislante
• 1 X cortador de cables electrónicos
• 1 X varilla de soldadura
• Papelería regular (tijeras, cortador de papel, tapete de corte, bolígrafo, lápiz, borrador, regla)

Motores y Sensores

• 1 motor paso a paso: 28BYJ-48, 5 V, CC (incluido en el kit de inicio)
• 1 controlador APG ULN2003 (incluido en el kit de inicio)
• 1 celda de carga de 1 kg con sensor de pesaje HX711 (Amazon)
• 1 X ADXL345, acelerómetro de 3 ejes (Amazon)

TEORÍA

Motor paso a paso

El 28BYJ-48 es un motor paso a paso unipolar de 5 cables que mueve 32 pasos por rotación internamente, pero tiene un sistema de engranajes que mueve el eje en un factor de 64. El resultado es un motor que gira a 2048 pasos por rotación. Para controlar el motor y dejarlo funcionar sin problemas, usaríamos un ULM 2003 Darlington Transister Array. Para obtener información más detallada, el sitio web mencionado es un gran recurso:

Motores paso a paso con Arduino - Introducción a los motores paso a paso

Célula de carga

Para el proyecto estamos usando una celda de carga de 1 kg con un sensor de pesaje HX711. Las células de carga son piezas metálicas que tienen galgas extensométricas adjuntas. Las galgas extensométricas son resistentes sensibles, cuya resistencia varía a medida que se deforman. El microchip HX711 amplifica esta resistencia y la transfiere a la placa Arduino. La celda de carga debe calibrarse inicialmente con pesos conocidos. aquí, en nuestro caso, el manómetro se calibra en kg y luego el valor de serie se multiplica por 9,8 para obtener la fuerza en Newtons. Para obtener más información, puede ver este video:

Conceptos básicos sobre electrónica # 33: galgas extensométricas / celda de carga y cómo usarlas para medir el peso

Acelerómetro

Los acelerómetros son dispositivos de detección que son útiles para medir fuerzas estáticas y dinámicas. Miden la diferencia entre la aceleración lineal en la fama de referencia del acelerómetro y el vector del campo gravitacional de la tierra. aquí en este experimento usamos el tono como una salida del acelerómetro. El paso es un valor de ángulo en grados que proporcionaría la orientación de la placa doblada con respecto al eje y del acelerómetro. La siguiente imagen se puede utilizar como referencia para comprender el valor de tono.

Para obtener información más detallada, puede visitar este sitio web:

Cómo rastrear la orientación con Arduino y acelerómetro ADXL345

Paso 1: Director

PRINCIPAL

La máquina Bend_It acciona lateralmente un material con un motor paso a paso, luego mide la respuesta del material usando una celda de carga y un acelerómetro. La celda de carga mide la fuerza lateral con la que resiste el material. Los acelerómetros son un medio para medir la deformación geométrica del material. Los datos recopilados se envían como un flujo de datos a una hoja de cálculo de Excel donde se pueden comparar todos en un diagrama de dispersión. Esto permite al diseñador ver cuánta fuerza tomó el material para alcanzar una deformación plástica. La carga lateral se reduce una vez que el material ha alcanzado un umbral de actuación, y podemos ver que el material no vuelve, de forma elástica, a su forma original. Este método de prueba es un medio rápido y fácil de analizar materiales personalizados que quizás sean demasiado pequeños para probarlos con máquinas trituradoras a gran escala.

Paso 2: movimiento lineal con motor paso a paso

Suministros necesarios: hoja de cartón, cartón de desecho, engranajes de plástico, bastidores, superpegamento, pegamento blanco, artículos estacionarios necesarios, Arduino Uno R3, cables de puente, placa de pruebas, adaptador de corriente de 5 V, motor paso a paso (28BYJ-48) transistor ULN2003.

Paso 3: Motor paso a paso + celda de carga (para medir el empuje horizontal)

Suministros necesarios además del paso 1: lámina de poliesterol, cinta aislante, cortador de cable electrónico, varilla de soldadura, celda de carga de 1 kg con sensor de pesaje HX711

Paso 4: Motor paso a paso + celda de carga + acelerómetro (para medir la inclinación del arco)

Suministros necesarios además del paso 2: ADXL345 - Acelerómetro de 3 ejes y cables de puente

Paso 5: Diagrama de Fritzing

Paso 6: Máquina ensamblada

La máquina finalmente se ensambla y empaqueta dentro de la caja base de cartón.

Paso 7: Video de trabajo

Paso 8: Código Arduino

Utilice este enlace para acceder al código:

Bend_it.ino