Hareketli Köprü: 10 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Biz META_XIII, Michigan Üniversitesi-Shanghai Jiao Tong Üniversitesi Ortak Enstitüsünden (JI) geliyoruz. Bu tanıtım kılavuzu, Arduino tarafından kontrol edilen hareketli bir köprü olan VG100 kurs tasarımımız için yapılmıştır.

JI, 2006 yılında iki önde gelen üniversite olan UM ve ŞJTÜ tarafından ortaklaşa kurulmuştur. JI, Çin'de hem Amerikan hem de Çin eğitim tarzlarını içeren uluslararası eğitim işbirliğine öncülük ediyor. Şanghay'ın güneybatısında, teknoloji şirketlerinin kümelendiği SJTU'nun Minhang kampüsünde yer almaktadır.

VG100'de her ikisi de analiz, programlama ve işbirliği gerektiren iki kurs projesi vardır. Bu kurs, öğrencileri JI'nin takdir ettiği, Uluslararasılaşma, Disiplinlerarası, İnovasyon ve Kalite olmak üzere 4 yeterliliğe sahip mühendisler olmaya hazırlar. Proje1 yarışmasında her grup belirtilen malzemelerle "hareketli bir köprü" kurmalıdır ve oyun günü briç performansı ders notunda büyük fark yaratır.

Oyun günü, 19 grubun tümü JI binasındaki laboratuvara gelmeli ve birkaç test bölümünü tamamlamalıdır. İlk kısım, köprülerin arabaları durdurabilmesi ve ardından bir geminin geçmesine izin vermek için açılabilmesi gereken fonksiyon testidir. Tüm süreci başarıyla tamamladık ve tam not aldık. Testlerin ikinci kısmı, boyut ve yük testleridir. Köprü daha hafif ve yük taşımada daha iyi ise daha fazla puan elde edilecektir. 2,83 mm'lik şekil değişkenleri içinde 1 kg taşıyabiliriz. Estetik açısından 9., ağırlık testinde 8. sırada yer aldık.

Sonunda köprümüz 76.7 puan alarak 4. oldu.

Aşağıda gösterilen kuralların kısa bir sürümü var:

A. Fonksiyon test süreci

a. Bir araba A köprüyü geçebilir.

B. A hala köprüdeyken, büyük bir C gemisi köprüye alttan yaklaşıyor.

C. Köprü C'yi algılayabilir ve araba A köprüyü terk edip C'nin altından geçmesine izin verdikten sonra kendini kaldırabilir.

NS. C geçtikten sonra köprü 15 saniyede normale dönebilir.

B. Yük testi

Her seferinde köprüye 100 gr daha fazla küçük ağırlıklar konur. Ağırlıklar 1 kg'a kadar veya sapma 4 mm'ye ulaşana kadar eklenir ve ardından verileri kaydedin.

C. Boyut testi

Köprünün toplam kütlesi (piller hariç devre kısmı dahil) kaydedilecek ve diğer gruplarla karşılaştırılacaktır.

Video bağlantıları: Gameday briç videomuzun keyfini çıkarmak için buraya tıklayın!

Tanıtımın, köprümüz hakkında sizde genel bir izlenim bırakacağını umuyoruz.

Adım 1: Konsept Şeması

2. Adım: Analiz

Teoride daha fazla ağırlık taşıyabilecek son derece hafif bir yapı tasarlayabilmemiz için köprünün şekil değişkenleriyle ilgili hesaplamamız için bazı açıklamalar burada.

Bu kısım kuvvet analizi ve integral bilgisini içerir. Bunun, prensibi anlamanıza ve köprünüzü inşa ederken benzer durumlara uygulamanıza yardımcı olacağını umuyoruz.

Adım 3: Malzeme Listesi：

**Ahşap tutkalı, pamuk teller, mumlu kraft kağıdı ve diğer aletlerin fiyatı dahil değildir.

İşte Taobao'da satın alabileceğiniz ürünler için bazı köprüler.

Arduino Uno (21.90)

Breadboard（6.24）

Bağlantı telleri (27.61)

Motor Sürüş Kartı L298N（10.43）

Kızılötesi Sensörler 2-30cm 3.3V-5V（31.00）

Mikro Servo (8.81)

Dişli Motor (30.00)

Balsa ahşap levha (402.5)

Balsa ahşap çıta（232.06）

Bıçak（38.40）

Menteşe（12.76）

Adım 4: Devre Şeması

Yukarıda gösterilen kısa bir devre şemasıdır. Farklı renkteki teller karşılık gelen mantık ağızlarına bağlanmalıdır. Tüm kırmızı kablolar 9V güç kaynağı anlamına gelir. Tüm siyah teller toprak anlamına gelir. Yeşil kablo, yeşil LED anlamına gelir, pembe kablo ise kırmızı LED anlamına gelir.

Saniyede 100 devire sahip iki Dişli Motor, köprüyü kaldırmak için ana gücü sunar. Ucuz bir motor sürücüsü olan L298N çekirdeksiz motor sürücüsü tarafından sürülürler.

Mikro Servo, köprü kaldırıldığında bir arabanın köprüden geçmesini engelleyecek bir çubuğu döndürmek üzere tasarlanmıştır. 90 derece dönebilir ve orijinal yerine dönebilir.

Arabayı ve gemiyi tespit ederken dört Kızılötesi sensör gereklidir. Köprünün ne zaman kaldırılıp indirileceğine karar vermede yardımcı olabilirler.

Fonksiyon testlerinin gereksinimlerini karşılayan tüm süreç aşağıdaki gibi gerçekleştirilmelidir:

·Sensör 1, bir Araba A'nın yaklaşımını algılar. Sensör 2, bir Gemi C'nin yaklaşımını algılar. Sinyalleri Arduino'ya gönderir, böylece kırmızı LED ışık verir ve Mikro Servo, bir Araba B'yi durdurmak için çubuğu çevirir.

·Sensör 3, Araba A'nın hareket ettiğini algılar. Ardından Dişli Motorlar çalışmaya başlar ve köprüyü C Gemisinin geçmesi için uygun bir yüksekliğe kaldırır.

·Sensör 4, C Gemisinin hareketini algılar. Sinyalleri Arduino'ya gönderir. 15 saniyelik bir aradan sonra Dişli Motorlar geri dönmeye başlar ve köprüyü indirir.

· Mikro Servo orijinal durumuna geri döner ve yeşil LED, bir Araba B'nin geçiş iznini göstermek için ışık verir.

**Köprümüzü oluşturmak için kullandığımız Kızılötesi sensörlerin yukarıda gösterilen şema ile tamamen aynı olmadığına dikkat edin. Eşit derecede yararlı olabilecek daha ucuz bir tür seçiyoruz. Bu tür bir resim malzeme listesinde gösterilmektedir.

Adım 5: Güverte İmalatı

a. Dört adet 1m*120mm*3mm tahtayı 50 cm uzunluğunda kesin.

B. 4 cm uzunluğunda ve 3 cm genişliğinde, birbirine yakın birkaç dik üçgen çizin. Her kenarda 2 cm genişliğinde ve üçgenler arasında 0,5 cm genişliğinde boşluk bırakın. Bu üçgenleri bıçakla kesin. **Yan kırmamaya dikkat edin.

C. Her iki tahtayı ahşap tutkalı ile birbirine yapıştırın. Güvertelerin her iki tarafına bir parça mumlu kraft kağıdı yerleştirin ve yapıştırın.

Adım 6: Çerçeveleri Üretin

a. 3mm ahşap çıtaları 15cm, 35cm ve 38cm uzunluğunda kesin. Kenarlarını boşluk olmadan çerçeveye sığdırmak için uygun şekillere hafifçe ayarlayın. Onları birbirine yapıştırın. Ardından 3 tane daha özdeş üçgen yapın.

B. Uygun boyutta birkaç 3 mm ahşap çıta kesin. Farklı boyutlarda birkaç ikizkenar dik üçgen oluşturmak için onları (a) ahşap üçgenlerle yapıştırın. (Bu adım dikey stabilitesini ve güzelliğini arttırmaktır.)

C. Bağlantı parçalarını güçlendirmek için 2 mm'lik birkaç talaşı kesin ve yapıştırın.

NS. Birkaç 5 mm'lik ahşap çıtayı 23 cm'ye kesin. 23 cm mesafe ile iki (c) ahşap üçgen yerleştirin. Üçgenler arasına altı çıta yapıştırın. Eşit uzaklıkta olduklarından emin olun. Sonra aynısını başka bir tane yapın.

e. Benzer trigonal şekillere sahip (d) altı çıta arasındaki boşluğu doldurmak için uygun boyutta 5 mm'lik ahşap çıtalar kullanmaya devam edin. Onları birbirine yapıştır. (d, e adım, test edilmesi gereken ancak bazı nedenlerden dolayı iptal edilen yanal stabilitesini arttırmaktır. Dolayısıyla bu yapı gereksinimler için gereksizdir.)

Adım 7: Montaj

a. Güverteyi çerçeveyle yapıştırın. Bir çerçevenin tepe noktası, diğer çerçeve geri çekilirken tahtanın kenarını aşmalıdır.

B. (a) tahtasından birini 35 cm uzunluğunda kesin

Adım 8: Mükemmellik

a. 35 cm uzunluğundaki tahtanın bir ucuna dört küçük delik açın. 24 cm uzunluğundaki bir tahtaya karşılık gelen iki delik açın. Bunları bir menteşe ve vidalarla bağlayın.

B. Dört adet 8 mm'lik ahşap çıtayı 15 cm uzunluğunda kesin. Her çıtaya 12 cm yükseklikte bir delik açın. Her bir tahtaya 18 cm'lik bir mesafe ile paralel olarak iki çıta yapıştırın. Ardından “kuleleri” güçlendirmek için dört adet 6 cm'lik çubuk kesin.

C. İki çıtaya bir kiriş yapıştırın.

NS. İki levhanın bir ucuna iki delik açın. Pamuk tellerini köprü tahtaları ve dikey çıtalardaki deliklerden geçirin.

e. Abutmentlere vidalarla sabitlenebildiklerinden emin olmak için her iki güvertenin sonunda altı delik açın.

Adım 9: Devre Montajı

a. 2 cm'lik iki tahta küp kesin ve son adımda bunları menteşeli güvertenin kenarına yapıştırın. Ardından küplerin her birine sırasıyla bir Dişli motoru yapıştırın. İpliğin ucunu 502 ile mile yapıştırın.

B. İki kızılötesi sensörü aşağı doğru iki çapraz kirişe yapıştırın (a). Çerçevenin her iki tarafına iki kızılötesi sensör daha yapıştırın, bunları gemiyi algılamaya uygun olacak şekilde ayarlayın.

C. Köprünün hareketli kısmındaki çıtalardan birine bir mikro servo yapıştırın. Ardından bariyer kapısı olarak tahta bir çubuk yapıştırın.

NS. Breadboard'dan küçük bir parça kesin ve köprünün hareketli kısmındaki diğer çıtaya tutturun. Küçük devre tahtasına bir kırmızı LED ve bir yeşil LED koyun.

e. Arduino kodunun uygulanabilirliğini sağlamak için tüm kabloları bağlayın ve tekrar tekrar test edin.

Adım 10: Son Sistem Görünümü

Kılavuzumuza başvurduğunuz için teşekkür ederiz!

Hareketli köprünüzü tasarlarken size biraz ilham verebileceğini umuyoruz.