Ponte mobile: 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Siamo META_XIII, provenienti dall'Università del Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Questo manuale dimostrativo è realizzato per il nostro progetto di corso VG100, un ponte mobile controllato da Arduino.

JI è stata fondata congiuntamente nel 2006 da due importanti università, UM e SJTU. JI guida la cooperazione educativa internazionale in Cina, con stili educativi sia americani che cinesi. Si trova nel campus Minhang di SJTU, a sud-ovest di Shanghai, dove si raggruppano le aziende tecnologiche.

Ci sono due progetti di corso in VG100, che richiedono entrambi l'analisi, la programmazione e la cooperazione. Questo corso prepara gli studenti ad essere ingegneri con 4 qualifiche che JI apprezza, Internazionalizzazione, Interdisciplinarietà, Innovazione e Qualità. Nella competizione Project1, ogni gruppo dovrebbe costruire "un ponte mobile" con materiali specifici e le prestazioni del bridge il giorno della partita fanno una grande differenza per il grado del corso.

Il giorno della partita, tutti i 19 gruppi dovrebbero venire al laboratorio nell'edificio JI e completare diverse parti dei test. La prima parte è il test di funzionamento, dove i ponti dovrebbero essere in grado di fermare le auto e poi aprirsi per far passare una nave. Abbiamo completato l'intero processo con successo e abbiamo ottenuto il massimo dei voti. La seconda parte dei test è la dimensione e le prove di carico. Si otterranno più punteggi se il ponte è più leggero e meglio portante. Potremmo sopportare 1 kg entro variabili di forma di 2,83 mm. Ci siamo classificati al nono posto in termini di estetica e all'ottavo posto nel test del peso.

Infine il nostro ponte ha ottenuto il voto di 76,7, classificandosi al 4° posto.

C'è una versione breve delle regole mostrate di seguito:

A. Processo di test funzionale

un. Un'auto A può passare il ponte.

B. Quando A è ancora sul ponte, una grande nave C si avvicina al ponte da sotto.

C. Il ponte può rilevare C e sollevarsi dopo che l'auto A ha lasciato il ponte per far passare C al di sotto.

D. Dopo che C è passato, il ponte può tornare alla normalità in 15 secondi.

B. Prova di carico

Alcuni piccoli pesi verranno messi sul ponte di 100 g in più ogni volta. I pesi vengono aggiunti fino a 1 kg o fino a quando la deflessione raggiunge i 4 mm e quindi registrare i dati.

C. Prova della taglia

La massa totale del ponte (compresa la parte circuitale escluse le batterie) sarà registrata e confrontata con altri gruppi.

Link video:Clicca qui per goderti il nostro video sul bridge del giorno della partita!

Speriamo che l'introduzione possa lasciare un'impressione generale su di te sul nostro bridge.

Passaggio 1: diagramma concettuale

Fase 2: Analisi

Ecco alcune spiegazioni per il nostro calcolo sulle variabili di forma del ponte in modo da poter progettare una struttura estremamente leggera che in teoria possa sopportare più peso.

Questa parte prevede la conoscenza dell'analisi della forza e dell'integrale. Speriamo che questo possa aiutarti a comprendere il principio e ad applicarlo a situazioni simili quando costruisci il tuo ponte.

Passaggio 3: elenco dei materiali:

**Il prezzo della colla per legno, dei fili di cotone, della carta cerata e di altri strumenti non è incluso.

Ecco alcuni collegamenti ipertestuali per gli articoli che puoi acquistare su Taobao.

Arduino Uno (21,90)

Tagliere (6,24)

Cavi di collegamento (27,61)

Scheda guida motore L298N（10.43）

Sensori a infrarossi 2-30 cm 3,3 V-5 V（31,00）

Micro Servo (8,81)

Motoriduttore（30.00）

Tavola in legno di balsa（402.5）

Listello in legno di balsa（232.06）

Coltello（38.40）

Cerniera（12.76）

Passaggio 4: diagramma del circuito

Sopra è mostrato un breve schema elettrico. I fili con colori diversi devono essere collegati alle bocche logiche corrispondenti. Tutti i fili rossi significano alimentazione a 9V. Tutti i fili neri indicano la terra. Il filo verde indica il LED verde mentre il filo rosa indica il LED rosso.

Due motoriduttori, che hanno 100 giri al secondo, offrono la forza principale per sollevare il ponte. Sono azionati da un driver del motore economico, un driver del motore coreless L298N.

Il Micro Servo è progettato per ruotare un bastone che impedirà a un'auto di passare il ponte quando il ponte è stato sollevato. Potrebbe ruotare di 90 gradi e tornare nella posizione originale.

Quattro sensori a infrarossi sono essenziali per rilevare l'auto e la nave. Possono essere utili per decidere quando sollevare e posare il ponte.

L'intero processo che soddisfa i requisiti dei test funzionali dovrebbe essere condotto come segue:

· Il sensore 1 rileva l'avvicinamento di un'auto A. Il sensore 2 rileva l'avvicinamento di una nave C. Inviano i segnali ad Arduino in modo che il LED rosso emetta luce e il Micro Servo giri lo stick per fermare un'auto B.

· Il sensore 3 rileva la partenza dell'auto A. Quindi i motoriduttori iniziano a funzionare e sollevano il ponte ad un'altezza adeguata per il passaggio della nave C.

· Il sensore 4 rileva la partenza della nave C. Inviano i segnali ad Arduino. Dopo un intervallo di 15 secondi, i motoriduttori iniziano a fare retromarcia e posano il ponte.

·Il Micro Servo ritorna alla sua condizione originale e il LED verde emette luce per mostrare il permesso di passaggio di un'auto B.

**Fai attenzione che i sensori a infrarossi che usiamo per costruire il nostro ponte non sono esattamente gli stessi del diagramma mostrato sopra. Ne scegliamo uno più economico che può essere ugualmente utile. L'immagine di questo tipo è mostrata nell'elenco dei materiali.

Passaggio 5: fabbricare il mazzo

un. Taglia quattro tavole da 1 m * 120 mm * 3 mm in 50 cm di lunghezza.

B. Disegna diversi triangoli rettangoli ravvicinati delle dimensioni di 4 cm di lunghezza e 3 cm di larghezza. Riserva uno spazio di 2 cm di larghezza per lato e 0,5 cm di larghezza tra i triangoli. Taglia questi triangoli con i coltelli. **Fare attenzione a non rompere il lato.

C. Attacca ogni due tavole insieme con la colla per legno. Stendi e incolla un pezzo di carta cerata su entrambi i lati dei ponti.

Passaggio 6: fabbricare i telai

un. Tagliare listelli di legno da 3 mm in 15 cm、35 cm e 38 cm di lunghezza. Regola leggermente le loro estremità alle forme corrette per adattarle al telaio senza interstizi. Incollali insieme. Quindi crea altri 3 triangoli identici.

B. Tagliare diversi listelli di legno da 3 mm di dimensioni adeguate. Attaccali con i triangoli di legno (a) per formare diversi triangoli rettangoli isoscele di diverse dimensioni. (Questo passaggio serve ad aumentarne la stabilità verticale e la bellezza.)

C. Tagliare e incollare diversi trucioli di legno da 2 mm alle parti di collegamento per rinforzarle.

D. Tagliare diversi listelli di legno da 5 mm in 23 cm. Metti due (c) triangoli di legno a una distanza di 23 cm. Attacca sei stecche tra i triangoli. Assicurati che siano equidistanti. Quindi creane un altro identico.

e. Continuare a utilizzare listelli di legno da 5 mm di dimensioni adeguate per riempire lo spazio tra (d) sei listelli con forme trigonali simili. Attaccali insieme. (d, e il passo è aumentare la sua stabilità laterale, che dovrebbe essere testata ma annullata per alcuni motivi. Quindi questa struttura non è necessaria per i requisiti.)

Passaggio 7: assemblaggio

un. Attacca il mazzo con il telaio. La cuspide di una cornice dovrebbe superare il bordo della tavola mentre l'altra si ritrae.

B. Tagliare una delle tavole (a) in 35 cm di lunghezza

Passaggio 8: perfezione

un. Praticare quattro piccoli fori su un'estremità della tavola lunga 35 cm. Praticare due fori corrispondenti su una tavola lunga 24 cm. Collegali con una cerniera e viti.

B. Taglia quattro listelli di legno da 8 mm in una lunghezza di 15 cm. Praticare un foro su ogni listello all'altezza di 12 cm. Attacca due listelli a ciascuna tavola parallelamente a una distanza di 18 cm. Quindi tagliare quattro bastoncini da 6 cm per rinforzare le "torri".

C. Attacca una trave tra i due listelli.

D. Praticare due fori su un'estremità delle due schede. Infilare i fili di cotone attraverso i fori sulle assi del ponte e sui listelli verticali.

e. Praticare sei fori all'estremità di entrambi i ponti per assicurarsi che possano essere fissati sui monconi con le viti.

Passaggio 9: assemblaggio del circuito

un. Tagliare due cubetti di legno da 2 cm e incollarli al bordo del ponte incernierato nell'ultimo passaggio. Quindi incollare rispettivamente un motoriduttore su ciascuno dei cubi. Incolla l'estremità del filo sul mandrino con 502.

B. Incollare due sensori a infrarossi verso il basso sui due traversi (a). Incolla altri due sensori a infrarossi su entrambi i lati del telaio, regolali in modo che siano appropriati per rilevare la nave.

C. Incolla un micro servo a uno dei listelli sulla parte mobile del ponte. Quindi incolla un bastoncino di legno su di esso come cancello di barriera.

D. Taglia una piccola parte di breadboard e attaccala all'altro listello sulla parte mobile del ponte. Metti un LED rosso e un LED verde sulla piccola breadboard.

e. Collegare tutti i cavi e testare ripetutamente per garantire la fattibilità del codice Arduino.

Passaggio 10: visualizzazione finale del sistema

Grazie per aver fatto riferimento al nostro manuale!

Speriamo che possa darti qualche ispirazione quando progetti il tuo ponte mobile.