EAL-Industry 4.0-Smart Rocket: 8 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Este es un proyecto escolar, realizado en Erhversakademiet Lillebælt en Dinamarca.

El proyecto se realiza en una clase denominada "Industri 4.0".

La tarea es implementar un sistema automático a partir de los principios de la industria 4.0.

El sistema debe poder registrar datos y cargarlos en una base de datos.

Entonces, los datos deberían poder leerse de la base de datos.

Paso 1: hacer la funda para sus sensores, Arduino y batería

La funda se dibuja en Inventor y se imprime en un Makerbot 2+

(De alguna manera, tuvimos un error de impresora, lo que provocó que la superficie de uno de los lados se viera un poco extraña).

La vaina está diseñada con 5 habitaciones. Primero es para la batería, segundo es para la tarjeta SD, tercero es para el sensor barométrico cuarto es para los diodos y el último es para el arudino.

En una de las partes hay ranuras para el sensor y la sala de diodos, así que dé aire al sensor para que se puedan ver los diodos.

La razón por la que está en 4 partes es porque la impresora que usamos no era lo suficientemente grande para la longitud de la funda. El lugar de montaje es diferente en las 2 partes, por lo que es menos probable que se rompa.

Qué hacer

1.) Ensamble las piezas (en la imagen 1, las 2 blancas y las 2 marrones) y péguelas juntas.

2.) En la parte posterior de la funda, taladre 3 orificios para los diodos en la ranura. (Imagen 2).

Paso 2: configuración del hardware

Que necesitas:

1 Arduino nano, 1 lector de tarjetas SD + tarjeta SD, 1 sensor barométrico, 3 diodos + resistencias, 1 batería de 9v y cables.

Debajo y encima de todos los herrajes hay un poco de algodón antes de cerrar la funda. Esto es para garantizar que el hardware sea seguro y no se moverá cuando se dispare el cohete.

El arduino está conectado así (Imagen 1)

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

Sensor barométrico VCC_IN 5VGND GNDSCL Analógico 5SDA Analógico 4

Diodos:

GND GND

Verde + Digital 7

Amarillo + Digital 5

Rojo + Digital 6

Qué hacer

1.) Suelde el GND en todos los diodos juntos para hacer un GND compartido para hacer menos cables al arduino.

2.) Suelde sus resistencias preferidas a los diodos.

3.) Corte todos los cables en longitudes adecuadas y conéctelos o suéldelos al arduino y al hardware.

4.) Pegue los cables a la funda, para que no tenga que manipularlos cuando esté adquiriendo datos de la tarjeta SD.

5.) Pegue la batería y los componentes deseados a la funda. (Asegúrese de no pegar la tarjeta SD a la funda, ya que desea expulsar la tarjeta para la adquisición de datos).

6.) Separe los cables vulnerables con pegamento, para asegurarse de que los cables no se toquen entre sí y provoquen un cortocircuito. Hicimos esto con la resistencia y los cables del diodo. (Imagen 3)

Paso 3: hacer el cohete

Que necesitas:

Rollos de papel higiénico vacíos, un accesorio de pvc, cinta adhesiva, un cuchillo, una sierra fina pequeña y una copa de champán de plástico

Cómo construir el cohete:

1.) Tome 4 rollos de papel higiénico y péguelos con cinta adhesiva (Imagen 2).

2.) Luego, coloque cinta adhesiva en la parte inferior de los 3 rollos (Imagen 3).

3.) Ahora pegue con cinta adhesiva todo el cohete, hasta que no vea ningún rollo de papel higiénico.

4.) Corte 2 orificios en el cohete, de modo que se puedan ver los diodos y el sensor pueda recibir aire. (Imagen 4)

5.) Tome su pequeña sierra fina y corte el extremo de la copa de champán y luego córtelo en 2 piezas. (Imagen 5)

6.) Luego tome las 2 piezas de la copa de champán, dóblelas alrededor de un rollo de papel higiénico y péguelas con cinta adhesiva. No pegue la parte superior al cohete todavía. Primero quieres la funda y los sensores en el cohete.

7.) Pegue con cinta adhesiva el accesorio de pvc a la parte inferior del cohete.

Paso 4: hacer el lanzacohetes

Que necesitas:

1 electroválvula, 1 depósito de gas, 1 válvula regular, 1 tubo de pvc y 1 racor de pvc.

1.) Coloque la válvula regular en el tanque de gasolina

2.) Montar la electroválvula en la válvula regular.

3.) Coloque el accesorio de pvc en la parte superior de la válvula solenoide y asegúrese de que sea hermético.

4.) Coloque el tubo de pvc en el racor de pvc.

Paso 5: PASO ELIMINADO (Hacer el paracaídas)

Debido a que nos falta tiempo para hacer nuestro proyecto, decidimos quitar el paracaídas y en su lugar atrapar el cohete con una lona.

Pero como ya hicimos el paracaídas, decidimos mantener el paso, por si aún quieres darle un paracaídas a tu cohete.

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No queremos que el cohete se caiga y se rompa en pedazos, por lo tanto, necesitamos un paracaídas.

Para hacer esto, necesitamos:

1 paño de plástico, cuerda, 1 imperdible, cinta adhesiva y una goma elástica.

1.) Corta el plástico "cavado" en un cuadrado.

2.) Doblarlo para que tenga 2 capas. (Imagen 2)

3.) Dóblalo en un cuadrado para que tenga 4 capas. (Imagen 3)

4.) Dóblalo en un triángulo, por lo que serán 8 capas. (Imagen 4)

5.) Haga una línea lineal a X cm de la esquina y córtela. (Imagen 5)

6.) Dóblalo de nuevo en 1 capa. Ahora debería verse como la imagen 6.

7.) Corta 2 cuerdas con la longitud:

8.) Tome las esquinas y júntelas, coloque 1 extremo de la cuerda en el medio y péguelas con cinta adhesiva. (imagen 7)

9.) Haga un nudo, de modo que las 2 cuerdas formen un pequeño lazo. (Imagen 8)

Paso 6: Programa Arduino

El programa comienza a ejecutarse tan pronto como conectas la batería al arduino.

Los 3 diodos dirán en qué estado se encuentra el cohete.

El rojo significa que hay un problema con la tarjeta SD y los datos no se registrarán. El amarillo significa que el cohete está listo, pero aún no se está registrando. El verde significa que los datos se están registrando.

Desde el momento en que se conecta la batería, el cohete estará en modo de espera durante 2 minutos. (El diodo amarillo está encendido)

Después de 2 minutos, el diodo amarillo se apagará y el verde se encenderá. El cohete ahora está listo para ser lanzado.

El programa contiene un flotador llamado "Looptime". Esta variable indica la frecuencia con la que se registran los datos. En este programa, el tiempo de bucle se establece en 0,5, lo que significa que los datos se registran cada 0,5 segundos.

Los datos se imprimirán en el monitor en serie si el arduino está conectado a una computadora. Pero también imprimirá en la tarjeta SD si está conectada. Los datos están separados por un punto y coma. Primero viene el tiempo, luego la temperatura, luego la presión y al final vienen 3 puntos y comas, esto se debe a que se necesita en la "Calculadora de cohetes" para hacer columnas vacías para los cálculos.

Paso 7: "Calculadora de cohetes"

El programa está hecho en Microsoft Visual Studio.

Al abrir el programa, lo primero que verá es un saludo (Imagen 1).

Presione "Importar …" para comenzar a importar sus datos.

Presione "Importar archivo …" para ubicar el archivo en su computadora (Imágenes 2 y 3)

Una vez que haya elegido el archivo, presione abrir y debería aparecer una ventana emergente que le indicará que su archivo ha sido importado. (Imagen 4)

Los datos ahora están importados y listos.

Si presiona "Datos" verá todos sus datos y la Altura calculada (Imagen 5)

Si presiona "Altura" verá un gráfico sobre la altura (Imagen 6).

Paso 8: Probar el cohete

El resultado del lanzamiento del cohete fue un poco decepcionante. Esperábamos que el cohete ganara más altitud, pero al menos el cohete se lanzó y obtuvimos algunos datos, que podemos procesar en nuestro programa. Los datos no son tan buenos, porque hay poca diferencia, pero hay una ligera diferencia.

Entre la primera y la segunda prueba, dident reiniciamos el ardunio, por lo que los datos están en un solo documento.

Para probar la "Calculadora de cohetes", necesitábamos más datos con diferencias en el resultado. Para conseguir esto, encendimos el arduino y subimos las escaleras hasta el cuarto piso y volvimos a bajar.