Teisaldatav sild: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Oleme META_XIII, pärit Michigani ülikooli ja Shanghai Jiao Tongi ülikooli ühisest instituudist (JI). See näitlik juhend on koostatud meie VG100 kursuse kavandi jaoks, mis on Arduino juhitav teisaldatav sild.

JI asutasid 2006. aastal ühiselt kaks tippülikooli, UM ja SJTU. JI juhib Hiinas rahvusvahelist hariduskoostööd, mis hõlmab nii Ameerika kui ka Hiina haridusstiile. See asub Shanghais edelas SJTU Minhangi ülikoolilinnakus, kus asuvad tehnoloogiaettevõtted.

VG100 -s on kaks kursuseprojekti, mis mõlemad nõuavad analüüsimist, ajastamist ja koostööd. See kursus valmistab õpilasi ette insenerideks, kellel on 4 kvalifikatsiooni, mida JI hindab, rahvusvahelistumine, interdistsiplinaarne, innovatsioon ja kvaliteet. Projekti1 võistlusel peaks iga rühm ehitama kindlaksmääratud materjalidega "teisaldatava silla" ning bridži jõudlus mängupäeval muudab kursuse hinde suureks.

Mängupäeval peaksid kõik 19 rühma tulema JI hoonesse laborisse ja täitma mitu osa testidest. Esimene osa on funktsioonide test, kus sillad peaksid suutma autosid peatada ja seejärel avada, et laev läbi lasta. Lõpetasime kogu protsessi edukalt ja saime täieliku hinde. Testide teine osa on suuruse ja koormuse testid. Rohkem punkte saab, kui sild on kergem ja kandevõime parem. Võime kanda 1 kg 2,83 mm kujuga muutujate piires. Esteetika poolest saavutasime 9. koha ja kaalukatses 8. koha.

Lõpuks sai meie sild hindeks 76.7, olles 4. kohal.

Allpool on toodud reeglite lühiversioon:

A. Funktsiooni testimise protsess

a. Auto A võib sillast mööda sõita.

b. Kui A on endiselt sillal, läheneb altpoolt sillale suur laev C.

c. Sild suudab tuvastada C ja tõusta pärast auto A sillalt lahkumist, et lasta C alt läbi.

d. Pärast C möödumist võib sild normaliseeruda 15 sekundiga.

B. Koormustesti

Mõnda väikest raskust pannakse sillale iga kord 100 g rohkem. Kaalud lisatakse kuni 1 kg või kuni läbipaine jõuab 4 mm -ni ja seejärel salvestage andmed.

C. Suuruse test

Silla kogumass (sh vooluahela osa, välja arvatud patareid) registreeritakse ja võrreldakse teiste rühmadega.

Videolinkid: meie mängude silla video nautimiseks klõpsake siin!

Loodame, et sissejuhatus jätab teile meie silla kohta üldmulje.

Samm: kontseptsiooni skeem

2. samm: analüüs

Siin on mõned selgitused meie arvutustele silla kuju muutujate kohta, et saaksime kujundada äärmiselt kerge struktuuri, mis teoreetiliselt suudab rohkem kaaluda.

See osa hõlmab teadmisi jõu analüüsist ja integraalist. Loodame, et see aitab teil põhimõtet mõista ja seda silla ehitamisel sarnastes olukordades rakendada.

Samm: materjalide loend

** Puiduliimi, puuvillast traatide, vahapaberi ja muude tööriistade hind ei ole hinna sees.

Siin on mõned hüperlingid objektidele, mida saate Taobaost osta.

Arduino Uno (21,90）)

Leivalaud (6.24)

Ühendusjuhtmed (27,61)

Mootori juhtlaud L298N (10,43）)

Infrapuna andurid 2-30cm 3.3V-5V （31.00）

Mikroservo (8.81)

Käigumootor (30.00)

Balsa puitlaudis (402,5)

Balsa puitlatt （232.06）

Nuga (38,40)

Hinged: 12,76

4. samm: vooluahela skeem

Ülaltoodud on lühike skeem. Erinevate värvidega juhtmed tuleks ühendada vastavate loogikatega. Kõik punased juhtmed tähendavad 9 V toiteallikat. Kõik mustad juhtmed tähendavad maad. Roheline juhe tähendab rohelist LED -i, roosa juhe aga punast LED -i.

Peamist jõudu silla tõstmiseks pakuvad kaks käigumootorit, mille kiirus on 100 pööret sekundis. Neid juhib odav mootorijuht, L298N südamikuta mootorijuht.

Micro Servo on loodud keerama keppi, mis takistab autol sillast möödumist, kui sild on üles tõstetud. See võib pöörata 90 kraadi ja naasta algsesse kohta.

Neli infrapunaandurit on auto ja laeva tuvastamisel hädavajalikud. Need võivad aidata otsustada, millal sild tuleks üles tõsta ja maha panna.

Kogu protsess, mis vastab funktsioonide testimise nõuetele, tuleks läbi viia järgmiselt:

· Andur 1 tuvastab auto A lähenemise. Andur 2 tuvastab laeva C lähenemise. Nad saadavad signaalid Arduinole nii, et punane LED -tuli annab valgust ja Micro Servo keerab keppi auto B peatamiseks.

· Andur 3 tuvastab auto A lahkumise. Seejärel hakkavad käigumootorid tööle ja tõstavad silla laeva C möödumiseks sobivale kõrgusele.

· Andur 4 tuvastab laeva C väljumise. Nad saadavad signaale Arduinole. Pärast 15 -sekundilist intervalli hakkavad Gear Motors tagurdama ja silda maha panema.

· Mikroservo naaseb oma algsesse olekusse ja roheline LED -tuli annab valgust, et näidata auto B möödumist.

** Pöörake tähelepanu sellele, et infrapunaandurid, mida me oma silla ehitamiseks kasutame, ei ole ülaltoodud skeemiga päris samad. Valime odavama, mis võib olla sama kasulik. Seda tüüpi pilt on näidatud materjalide loendis.

Samm: teki valmistamine

a. Lõika neli 1 m*120 mm*3 mm plaati 50 cm pikkusteks.

b. Joonista mitu tihedalt asetsevat täisnurkset kolmnurka, mille pikkus on 4 cm ja laius 3 cm. Jätke 2 cm laiune külg ja kolmnurkade vahele 0,5 cm laiune ruum. Lõika need kolmnurgad nugadega välja. ** Olge ettevaatlik, et külg ei puruneks.

c. Kleepige iga kahe laua puiduliimiga kokku. Asetage ja kleepige vaha käsitööpaberi tükk tekide mõlemale küljele.

6. samm: valmistage raamid

a. Lõika 3 mm puidust latid 15 cm, 35 cm ja 38 cm pikkusteks. Reguleerige nende otsad veidi sobiva kujuga, et need sobiksid raami vahele ilma vahekohtadeta. Liimige need kokku. Seejärel tehke veel 3 identset kolmnurka.

b. Lõika mitu sobiva suurusega 3 mm puidust latti. Kleepige need (a) puukolmnurkadega, et moodustada mitu erineva suurusega võrdkülgset kolmnurka. (See samm on suurendada selle vertikaalset stabiilsust ja ilu.)

c. Lõigake ja liimige ühendusosadele mitu 2 mm puiduhaket nende tugevdamiseks.

d. Lõika mitu 5 mm puidust latti 23 cm pikkuseks. Asetage kaks (c) puidust kolmnurka üksteisest kaugusele 23 cm. Kleepige kuus lati kolmnurkade vahele. Veenduge, et need oleksid võrdsel kaugusel. Seejärel tehke teine identne.

e. Jätkake 5 mm sobiva suurusega puitribade täitmist (d) kuue sarnase trigonaalse kujuga liistu vahel. Kleepige need kokku. (d, e samm on suurendada selle külgstabiilsust, mis peaks olema testitud, kuid mingitel põhjustel tühistatud. Seega on see struktuur nõuetele mittevajalik.)

7. samm: kokkupanek

a. Kleepige tekk raami külge. Üks raami ots peaks ületama tahvli serva, teine aga tõmbub tagasi.

b. Lõika üks (a) laudadest 35 cm pikkuseks

8. samm: täiuslikkus

a. Puurige 35 cm pikkuse tahvli ühte otsa neli väikest auku. Puurige 24 cm pikkusele lauale kaks vastavat auku. Ühendage need hinge ja kruvidega.

b. Lõika neli 8 mm puidust latti 15 cm pikkuseks. Puurige igale latile auk 12 cm kõrgusele. Kleepige iga laua külge kaks lati paralleelselt 18 cm kaugusel. Seejärel lõigake tornide tugevdamiseks neli 6 cm pulka.

c. Kleepige tala üle kahe liistu.

d. Puurige kahe plaadi ühte otsa kaks auku. Keerake puuvillast traadid läbi sildade ja vertikaalsete liistude avade.

e. Puurige mõlema teki otsa kuus auku, veendumaks, et neid saab kruvidega kinnitada tugipostidele.

9. samm: ahela kokkupanek

a. Lõika kaks 2 cm puidust kuubikut ja liimige need viimases etapis hingedega teki serva külge. Seejärel liimige Gear -mootor vastavalt igale kuubikule. Liimige keerme ots spindliga 502 -ga.

b. Liimige kaks infrapunaandurit allapoole kahe risttala külge (a). Liimige raami mõlemale küljele veel kaks infrapunaandurit, reguleerige need laeva tuvastamiseks sobivaks.

c. Liimige mikroservo silla liikuva osa ühe lati külge. Seejärel liimige sellele puitpulk tõkkeväravaks.

d. Lõigake väike osa leivaplaadist ja kinnitage see silla liikuva osa teise liistu külge. Pange väikesele leivalauale punane LED ja roheline LED.

e. Ühendage kõik juhtmed ja katsetage korduvalt, et tagada Arduino koodi teostatavus.

10. samm: lõplik süsteemivaade

Täname, et viitasite meie kasutusjuhendile!

Loodame, et see annab teile teisaldatava silla kujundamisel inspiratsiooni.