Jambatan Bergerak: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Kami adalah META_XIII, berasal dari University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Manual demonstrasi ini dibuat untuk reka bentuk kursus VG100 kami, jambatan bergerak yang dikendalikan oleh Arduino.

JI ditubuhkan bersama pada tahun 2006 oleh dua universiti utama, UM dan SJTU. JI mengetuai kerjasama pendidikan antarabangsa di China, yang menampilkan gaya pendidikan Amerika dan Cina. Ia terletak di kampus Minhang SJTU, barat daya di Shanghai, di mana syarikat teknologi berkumpul.

Terdapat dua projek kursus di VG100, keduanya memerlukan analisis, penjadualan dan kerjasama. Kursus ini menyediakan pelajar untuk menjadi jurutera dengan 4 kelayakan yang dihargai oleh JI, Pengantarabangsaan, Interdisipliner, Inovasi, dan Kualiti. Dalam pertandingan Project1, setiap kumpulan harus membina "jambatan bergerak" dengan bahan-bahan yang ditentukan, dan prestasi jambatan pada hari permainan membuat perbezaan yang besar terhadap kelas kursus.

Pada hari permainan, semua 19 kumpulan harus datang ke makmal di bangunan JI dan menyelesaikan beberapa bahagian ujian. Bahagian pertama adalah ujian fungsi, di mana jambatan harus dapat menghentikan kereta dan kemudian terbuka untuk membiarkan kapal berlalu. Kami berjaya menyelesaikan keseluruhan proses dan mendapat markah penuh. Bahagian kedua ujian adalah ujian ukuran dan beban. Lebih banyak markah akan dicapai sekiranya jambatan itu lebih ringan dan lebih baik pada beban. Kita boleh menanggung 1kg dalam pemboleh ubah bentuk 2.83mm. Kami menduduki tempat ke-9 dari segi Estetik dan kedudukan ke-8 dalam ujian berat badan.

Akhirnya jambatan kami mendapat gred 76.7, kedudukan ke-4.

Terdapat versi ringkas peraturan yang ditunjukkan di bawah:

A. Proses ujian fungsi

a. Sebuah kereta A boleh melalui jambatan.

b. Ketika A masih di jambatan, sebuah kapal besar C menghampiri jambatan dari bawahnya.

c. Jambatan dapat mengesan C, dan mengangkat dirinya sendiri setelah kereta A meninggalkan jambatan untuk membiarkan C melintas di bawahnya.

d. Setelah C berlalu, jambatan dapat kembali normal pada 15-an.

B. Beban ujian

Beberapa berat akan diletakkan di jambatan 100g lebih banyak setiap kali. Berat ditambah hingga 1kg atau sehingga pesongan mencapai 4 mm dan kemudian merekodkan data.

C. Ujian ukuran

Jisim keseluruhan jambatan (termasuk bahagian litar kecuali bateri) akan dicatat dan dibandingkan dengan kumpulan lain.

Pautan video: Klik di sini untuk menikmati video jambatan gameday kami!

Kami berharap pengenalan dapat meninggalkan kesan umum kepada anda mengenai jambatan kami.

Langkah 1: Diagram Konsep

Langkah 2: Analisis

Berikut adalah beberapa penjelasan untuk pengiraan kami mengenai pemboleh ubah bentuk jambatan sehingga kami dapat merancang struktur yang sangat ringan yang dapat menanggung lebih banyak berat dari segi teori.

Bahagian ini melibatkan pengetahuan tentang analisis kekuatan dan kamiran. Kami harap ini dapat membantu anda memahami prinsip dan menerapkannya pada situasi yang serupa semasa anda membina jambatan anda.

Langkah 3: Senarai Bahan:

** Harga gam kayu, wayar kapas, kertas kraf lilin dan alat lain tidak termasuk.

Berikut adalah beberapa hyperlink untuk item yang boleh anda beli di Taobao.

Arduino Uno （21.90）

Papan Roti （6.24）

Wayar sambungan （27.61）

Papan Memandu Motor L298N （10.43）

Sensor inframerah 2-30cm 3.3V-5V （31.00）

Servo Mikro （8.81）

Motor Gear （30.00）

Papan kayu Balsa （402.5）

Batten kayu Balsa （232.06）

Pisau （38.40）

Engsel （12.76）

Langkah 4: Diagram Litar

Di atas adalah gambarajah litar pintas. Wayar dengan warna yang berbeza harus disambungkan ke mulut logik yang sesuai. Semua wayar merah bermaksud bekalan kuasa 9V. Semua wayar hitam bermaksud tanah. Kawat hijau bermaksud LED hijau kerana wayar merah jambu bermaksud LED merah.

Two Gear Motors, yang mempunyai 100 putaran sesaat, menawarkan kekuatan utama untuk mengangkat jambatan. Mereka didorong oleh pemandu motor murah, pemandu motor tanpa karat L298N.

Micro Servo direka untuk memutar tongkat yang akan menghalang kereta melewati jambatan ketika jambatan telah diangkat. Ia boleh berpusing 90 darjah dan kembali ke tempat asal.

Empat sensor inframerah penting semasa mengesan kereta dan kapal. Mereka dapat membantu menentukan kapan jambatan harus diangkat dan dijatuhkan.

Keseluruhan proses yang memenuhi syarat ujian fungsi harus dilakukan seperti berikut:

· Sensor 1 mengesan pendekatan Kereta A. Sensor 2 mengesan pendekatan Kapal C. Mereka menghantar isyarat ke Arduino sehingga LED merah memancarkan cahaya dan Servo Mikro memutar tongkat untuk menghentikan sebuah Kereta B.

· Sensor 3 mengesan keberangkatan Kereta A. Kemudian Gear Motors mula berlari dan mengangkat jambatan ke ketinggian yang tepat untuk laluan Kapal C.

· Sensor 4 mengesan keberangkatan Kapal C. Mereka menghantar isyarat ke Arduino. Selepas selang 15-an, Gear Motors mula mundur dan meletakkan jambatan.

· Micro Servo kembali ke keadaan asalnya dan LED hijau memberikan cahaya untuk menunjukkan kebenaran kereta B.

** Perhatikan bahawa sensor inframerah yang kita gunakan untuk membina jambatan kita tidak sama dengan gambarajah yang ditunjukkan di atas. Kami memilih jenis yang lebih murah yang sama bermanfaatnya. Gambar seperti ini ditunjukkan dalam senarai bahan.

Langkah 5: Fabrikasi Dek

a. Potong empat papan 1m * 120mm * 3mm menjadi panjang 50cm.

b. Lukiskan beberapa segi tiga tepat jarak dekat dengan ukuran 4cm panjang dan 3cm lebar. Letak ruang selebar 2cm setiap sisi dan lebar 0.5cm antara segitiga. Potong segitiga ini dengan pisau. ** Hati-hati jangan sampai patah sebelah.

c. Lekatkan setiap dua papan bersama-sama dengan gam kayu. Letakkan dan tempelkan sehelai kertas kraf lilin di kedua-dua sisi geladak.

Langkah 6: Membuat Bingkai

a. Potong balok kayu 3mm menjadi panjang 15cm 、 35cm dan 38cm. Perbaiki hujungnya sedikit ke bentuk yang betul agar sesuai dengan bingkai tanpa celahan. Lekatkan bersama. Kemudian buat 3 segitiga yang lebih serupa.

b. Potong beberapa balang kayu 3mm dengan ukuran yang tepat. Tempelkannya dengan segitiga kayu (a) untuk membentuk beberapa segi tiga tepat isoskala dengan ukuran yang berbeza. (Langkah ini adalah untuk meningkatkan kestabilan dan keindahan menegaknya.)

c. Potong dan lekatkan beberapa kepingan kayu 2mm ke bahagian penyambung untuk mengukuhkannya.

d. Potong beberapa batang kayu 5mm menjadi 23cm. Tetapkan dua (c) segitiga kayu dengan jarak 23cm. Lekatkan enam tempat di antara segitiga. Pastikan keduanya sama jarak. Kemudian buat yang lain yang serupa.

e. Terus gunakan battens kayu 5mm dengan ukuran yang tepat untuk mengisi ruang antara (d) enam battens dengan bentuk trigonal yang serupa. Ikutkan mereka. (d, langkahnya adalah untuk meningkatkan kestabilan lateralnya, yang seharusnya diuji tetapi dibatalkan kerana beberapa sebab. Oleh itu, struktur ini tidak diperlukan untuk keperluan.)

Langkah 7: Perhimpunan

a. Lekatkan dek dengan bingkai. Cusp satu bingkai harus melebihi tepi papan sementara yang lain menarik kembali.

b. Potong salah satu papan (a) sepanjang 35cm

Langkah 8: Kesempurnaan

a. Bor empat lubang kecil di satu hujung papan sepanjang 35cm. Bor dua lubang yang sesuai pada papan sepanjang 24cm. Sambungkannya dengan engsel dan skru.

b. Potong empat batang kayu 8mm hingga panjang 15cm. Bor lubang pada setiap batten pada ketinggian 12cm. Lekatkan dua batang pada setiap papan selari dengan jarak 18cm. Kemudian potong empat batang 6cm untuk mengukuhkan "menara".

c. Lekatkan balok di kedua battens.

d. Bor dua lubang di satu hujung kedua papan. Jalurkan wayar kapas melalui lubang di papan jambatan dan tempat menegak.

e. Bor enam lubang di hujung kedua-dua geladak untuk memastikan lubang tersebut dapat dipasang pada penyangga dengan skru.

Langkah 9: Pemasangan Litar

a. Potong dua kiub kayu 2cm dan lekatkan ke tepi dek berengsel pada langkah terakhir. Kemudian tempelkan motor Gear ke setiap kubus masing-masing. Lekatkan hujung benang ke gelendong dengan 502.

b. Lekatkan dua sensor inframerah ke bawah ke dua pancaran silang (a). Lekatkan dua sensor inframerah lain ke kedua sisi bingkai, sesuaikan agar sesuai untuk mengesan kapal.

c. Lekatkan servo mikro ke salah satu batten di bahagian jambatan yang boleh bergerak. Kemudian lekatkan kayu dengan kayu sebagai pintu penghalang.

d. Potong sebahagian kecil papan roti dan pasangkannya ke batten lain di bahagian jambatan yang boleh bergerak. Letakkan LED merah dan LED hijau di papan roti kecil.

e. Sambungkan semua wayar dan uji berulang kali untuk memastikan kelayakan kod Arduino.

Langkah 10: Paparan Sistem Akhir

Terima kasih kerana merujuk kepada manual kami!

Kami harap ia dapat memberi inspirasi kepada anda semasa anda merancang jambatan bergerak anda.