Movable Bridge: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Kami ay META_XIII, nagmumula sa University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Ang manwal na demonstrative na ito ay ginawa para sa aming disenyo ng kurso na VG100, isang palipat-lipat na tulay na kinokontrol ng Arduino.

Ang JI ay magkasamang itinatag noong 2006 ng dalawang nangungunang unibersidad, ang UM at SJTU. Pinangunahan ng JI ang kooperasyong pang-internasyonal na edukasyon sa Tsina, na nagtatampok ng parehong mga istilong pang-edukasyon ng Amerikano at Tsino. Matatagpuan ito sa Minhang campus ng SJTU, timog-kanluran sa Shanghai, kung saan kumpol ng mga kumpanya ng teknolohiya.

Mayroong dalawang mga proyekto sa kurso sa VG100, na kapwa nangangailangan ng pagsusuri, pag-iskedyul at pakikipagtulungan. Inihahanda ng kursong ito ang mga mag-aaral para sa pagiging mga inhinyero na may 4 na mga kwalipikasyon na pinahahalagahan ng JI, Internalisasyon, Interdisiplinaryo, Innovasyon, at Kalidad. Sa kumpetisyon ng Project1, dapat bumuo ang bawat pangkat ng "isang palipat-lipat na tulay" na may tinukoy na mga materyales, at ang pagganap ng tulay sa araw ng laro ay may malaking pagkakaiba sa marka ng kurso.

Sa araw ng laro, ang lahat ng 19 na pangkat ay dapat pumunta sa lab sa gusali ng JI at kumpletuhin ang maraming bahagi ng mga pagsubok. Ang unang bahagi ay ang pagsubok sa pag-andar, kung saan dapat mapahinto ng mga tulay ang mga kotse at pagkatapos ay buksan upang mapadaan ang isang barko. Matagumpay naming nakumpleto ang buong proseso at nakakuha ng buong marka. Ang pangalawang bahagi ng mga pagsubok ay ang laki at mga pagsubok sa pag-load. Mas maraming mga marka ang makakamtan kung ang tulay ay mas magaan at mas mahusay sa pag-load. Maaari naming dalhin ang 1kg sa loob ng mga variable ng hugis na 2.83mm. Naranggo kami ng ika-9 sa mga tuntunin ng Aesthetics at niraranggo ang ika-8 sa pagsubok sa timbang.

Sa wakas nakuha ng aming tulay ang baitang na 76.7, nasa ika-4 na ranggo.

Mayroong isang maikling bersyon ng mga panuntunang ipinapakita sa ibaba:

A. proseso ng pagsubok ng pagpapaandar

a. Ang isang kotse A ay maaaring pumasa sa tulay.

b. Kapag ang A ay nasa tulay pa rin, isang malaking barkong C ang lumalapit sa tulay mula sa ilalim.

c. Ang tulay ay maaaring makakita ng C, at maiangat ang sarili pagkatapos ng kotse A iwanan ang tulay upang hayaang dumaan si C sa ilalim.

d. Pagkatapos ng C pass, ang tulay ay maaaring bumalik sa normal sa 15s.

B. Load test

Ang ilang maliliit na timbang ay ilalagay sa tulay na 100g higit pa sa bawat oras. Ang mga timbang ay idinagdag hanggang sa 1kg o hanggang sa ang pagpapalihis ay umabot sa 4 mm at pagkatapos ay itala ang data.

C. Pagsubok sa laki

Ang kabuuang masa ng tulay (kasama ang bahagi ng circuit maliban sa mga baterya) ay maitatala at ihinahambing sa iba pang mga pangkat.

Mga link sa video: Mag-click dito upang masiyahan sa aming gameday bridge video!

Inaasahan namin na ang pagpapakilala ay maaaring mag-iwan ng isang pangkalahatang impression sa iyo tungkol sa aming tulay.

Hakbang 1: Diagram ng Konsepto

Hakbang 2: Pagsusuri

Narito ang ilang mga paliwanag para sa aming pagkalkula tungkol sa mga variable ng hugis ng tulay upang makapagdisenyo kami ng isang lubos na ilaw na istraktura na maaaring makapagbigay ng timbang sa teorya.

Ang bahaging ito ay nagsasangkot ng kaalaman sa pag-aaral ng puwersa at integral. Inaasahan namin na matutulungan ka nitong maunawaan ang prinsipyo at mailapat ito sa mga katulad na sitwasyon kapag itinayo mo ang iyong tulay.

Hakbang 3: Listahan ng Mga Materyales ：

** Ang presyo ng pandikit na kahoy, mga wire ng cotton, waks na craft paper at iba pang mga tool ay hindi kasama.

Narito ang ilang hyperlink para sa mga item na maaari kang bumili sa Taobao.

Arduino Uno （21.90）

Breadboard （6.24）

Mga wire ng koneksyon （27.61）

Motor Driving Board L298N （10.43）

Mga Infrared Sensor 2-30cm 3.3V-5V （31.00）

Micro Servo （8.81）

Gear Motor （30.00）

Balsa board ng kahoy （402.5）

Balsa kahoy na batten （232.06）

Kutsilyo （38.40）

Hinge （12.76）

Hakbang 4: Diagram ng Circuit

Ipinapakita sa itaas ay isang maikling diagram ng circuit. Ang mga wire na may iba't ibang kulay ay dapat na konektado sa kaukulang mga bibig sa lohika. Ang lahat ng mga pulang wires ay nangangahulugang 9V power supply. Ang lahat ng mga itim na wires ay nangangahulugang lupa. Ang berdeng kawad ay nangangahulugang berdeng LED na nangangahulugang kulay rosas na kawad na pulang LED.

Dalawang Gear Motors, na mayroong 100 rebolusyon bawat segundo, nag-aalok ng pangunahing lakas upang iangat ang tulay. Ang mga ito ay hinihimok ng isang murang driver ng motor, L298N coreless motor driver.

Ang Micro Servo ay idinisenyo upang iikot ang isang stick na pipigilan ang isang kotse na dumaan sa tulay kapag naangat ang tulay. Maaari itong paikutin 90 degree at bumalik sa orihinal na lugar.

Ang apat na mga Infrared sensor ay mahalaga kapag nakita ang kotse at ang barko. Maaari silang maging kapaki-pakinabang upang magpasya kung kailan dapat iangat at ilagay ang tulay.

Ang buong proseso na nakakatugon sa mga kinakailangan ng mga pagsubok sa pagpapaandar ay dapat na isagawa bilang sumusunod:

· Nakita ng Sensor 1 ang diskarte ng isang Kotse A. Nakita ng Sensor 2 ang diskarte ng isang Barko C. Nagpadala sila ng mga senyas sa Arduino upang ang pulang LED ay nagbibigay ng ilaw at ang Micro Servo ay lumiliko ang stick upang ihinto ang isang Kotse B.

· Nakita ng Sensor 3 ang pag-alis ng Kotse A. Pagkatapos ang Gear Motors ay nagsisimulang tumakbo at iangat ang tulay sa isang tamang taas para sa pagdaan ng Ship C.

· Nakita ng Sensor 4 ang pag-alis ng Ship C. Ipinadala nila ang mga signal sa Arduino. Matapos ang agwat ng 15s, ang Gear Motors ay nagsisimulang baligtarin at ilagay ang tulay.

· Ang Micro Servo ay bumalik sa kanyang orihinal na kondisyon at ang berdeng LED ay nagbibigay ng ilaw upang ipakita ang pahintulot ng pagpasa ng isang Car B.

** Bigyang pansin ang mga Infrared sensor na ginagamit namin upang maitayo ang aming tulay ay hindi gaanong pareho sa diagram na ipinakita sa itaas. Pumili kami ng isang uri ng mas mura na maaaring pantay na kapaki-pakinabang. Ang larawan ng ganitong uri ay ipinapakita sa listahan ng materyal.

Hakbang 5: Fabricate Deck

a. Gupitin ang apat na 1m * 120mm * 3mm boards na 50cm ang haba.

b. Gumuhit ng maraming malapit na puwang na mga kanang triangles na may sukat na 4cm ang haba at 3cm ang lapad. Magreserba ng puwang na 2cm ang lapad ng bawat panig at 0.5cm ang lapad sa pagitan ng mga triangles. Gupitin ang mga triangles na ito gamit ang mga kutsilyo. ** Mag-ingat na huwag masira ang tagiliran.

c. Idikit ang bawat dalawang board kasama ang pandikit na kahoy. Itabi at idikit ang isang piraso ng wax craft paper sa magkabilang panig ng mga deck.

Hakbang 6: Pag-ayos ng Mga Frame

a. Gupitin ang 3mm battens na kahoy sa 15cm 、 35cm at 38cm ang haba. Bahagyang ayusin ang kanilang mga dulo sa tamang mga hugis upang magkasya sa frame nang walang interstice. Idikit silang magkasama. Pagkatapos gumawa ng 3 pang magkatulad na mga triangles.

b. Gupitin ang maraming 3mm battens na kahoy ng wastong sukat. Idikit ang mga ito sa (a) mga triangles na kahoy upang mabuo ang maraming mga isosceles na kanang tatsulok na may iba't ibang laki. (Ang hakbang na ito ay upang taasan ang patayong katatagan at kagandahan nito.)

c. Gupitin at idikit ang maraming 2mm chips ng kahoy sa mga nagkakabit na bahagi upang mapalakas ang mga ito.

d. Gupitin ang maraming 5mm na kahoy na battens sa 23cm. Magtakda ng dalawang (c) mga triangles ng kahoy na may distansya na 23cm. Idikit ang anim na battens sa pagitan ng mga triangles. Siguraduhin na ang mga ito ay equidistant. Pagkatapos gumawa ng isa pang magkatulad na isa.

e. Magpatuloy na gumamit ng 5mm battens na kahoy ng wastong sukat upang punan ang puwang sa pagitan ng (d) anim na battens na may katulad na mga trigonal na hugis. Idikit mo sila. (d, ang hakbang ay upang taasan ang lateral na katatagan, na kung saan ay dapat na masubukan ngunit nakansela dahil sa ilang mga kadahilanan. Kaya't ang istrakturang ito ay hindi kinakailangan para sa mga kinakailangan.)

Hakbang 7: Assembly

a. Idikit ang deck sa frame. Ang cusp ng isang frame ay dapat lumampas sa gilid ng board habang ang isa ay nag-retract.

b. Gupitin ang isa sa (a) board na 35cm ang haba

Hakbang 8: pagiging perpekto

a. Mag-drill ng apat na maliliit na butas sa isang dulo ng board na 35cm ang haba. Mag-drill ng dalawang kaukulang butas sa isang board na 24cm ang haba. Ikonekta ang mga ito sa isang bisagra at mga tornilyo.

b. Gupitin ang apat na 8mm na kahoy na battens sa haba na 15cm. Mag-drill ng isang butas sa bawat batten sa taas na 12cm. Idikit ang dalawang battens sa bawat board nang parallel sa distansya na 18cm. Pagkatapos ay gupitin ang apat na 6cm sticks upang mapalakas ang "mga tower".

c. Idikit ang isang sinag sa dalawang battens.

d. Mag-drill ng dalawang butas sa isang dulo ng dalawang board. I-thread ang mga wire ng koton sa pamamagitan ng mga butas sa mga board ng tulay at patayong mga batayan.

e. Mag-drill ng anim na butas sa dulo ng parehong mga deck upang matiyak na maaayos ang mga ito sa mga abutment na may mga turnilyo.

Hakbang 9: Circuit Assembly

a. Gupitin ang dalawang 2cm na cube na kahoy at idikit ang mga ito sa gilid ng hinged deck sa huling hakbang. Pagkatapos kola isang Gear motor sa bawat isa sa kubo ayon sa pagkakabanggit. Kola ang dulo ng thread sa suliran na may 502.

b. Idikit ang dalawang infrared sensor pababa sa dalawang cross beam (a). Idikit ang isa pang dalawang infrared sensor sa magkabilang panig ng frame, ayusin ang mga ito upang maging angkop para sa pagtuklas ng barko.

c. Pandikit ang isang micro servo sa isa sa batten sa palipat-lipat na bahagi ng tulay. Pagkatapos ay idikit ang isang kahoy na stick dito bilang isang hadlang na gate.

d. Gupitin ang isang maliit na bahagi ng breadboard at ilakip ito sa iba pang batten sa palipat-lipat na bahagi ng tulay. Maglagay ng isang pulang LED at isang berdeng LED sa maliit na breadboard.

e. Ikonekta ang lahat ng mga wire at subukang ulitin upang matiyak ang pagiging posible ng Arduino code.

Hakbang 10: Pangwakas na Pagtingin sa System

Salamat sa pagtukoy sa aming manu-manong!

Inaasahan namin na maaari kang magbigay sa iyo ng ilang mga inspirasyon kapag dinisenyo mo ang iyong palipat-lipat na tulay.