EAL-Industry 4.0-Smart Rocket: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Πρόκειται για ένα σχολικό έργο, που έγινε στο Erhversakademiet Lillebælt στη Δανία.

Το έργο γίνεται σε μια τάξη που ονομάζεται "Industri 4.0".

Το καθήκον είναι να εφαρμόσουμε ένα αυτόματο σύστημα από τις αρχές του κλάδου 4.0.

Το σύστημα θα πρέπει να μπορεί να καταγράφει δεδομένα και να τα ανεβάζει σε μια βάση δεδομένων.

Τα δεδομένα θα πρέπει στη συνέχεια να μπορούν να διαβαστούν από τη βάση δεδομένων.

Βήμα 1: Κατασκευή του περιβλήματος για τους αισθητήρες, το Arduino και τη μπαταρία σας

Το περίβλημα σχεδιάζεται στο Inventor και τυπώνεται σε ένα Makerbot 2+

(Κάπως έτσι, είχαμε ένα σφάλμα εκτυπωτή, το οποίο προκάλεσε την επιφάνεια σε μία από τις πλευρές, οπότε φαίνεται λίγο περίεργο.)

Το περίβλημα έχει σχεδιαστεί με 5 δωμάτια. Το πρώτο είναι για την μπαταρία, το δεύτερο είναι για την κάρτα SD, το τρίτο είναι για τον βαρομετρικό αισθητήρα, το τέταρτο είναι για τις διόδους και το τελευταίο είναι για το arudino.

Σε ένα από τα μέρη υπάρχουν αυλακώσεις για τον αισθητήρα και το δωμάτιο διόδων, οπότε δώστε στον αισθητήρα αέρα και έτσι ώστε να φαίνονται οι δίοδοι.

Ο λόγος που υπάρχει σε 4 μέρη είναι επειδή ο εκτυπωτής που χρησιμοποιήσαμε, δεν ήταν αρκετά μεγάλος για το μήκος της θήκης. Το σημείο συναρμολόγησης διαφέρει στα 2 μέρη, οπότε είναι λιγότερο πιθανό να σπάσει

Τι να κάνω

1.) Συγκεντρώστε τα μέρη (στην εικόνα 1, τα 2 λευκά και τα 2 καφέ) και κολλήστε τα μεταξύ τους.

2.) Στο πίσω μέρος του περιβλήματος, ανοίξτε 3 οπές για τις διόδους στο αυλάκι. (Εικόνα 2).

Βήμα 2: Ρύθμιση υλικού

Ο, τι χρειάζεσαι:

1 Arduino nano, 1 συσκευή ανάγνωσης καρτών SD + κάρτα SD, 1 βαρομετρικός αισθητήρας, 3 δίοδοι + αντιστάσεις, 1 μπαταρία 9v και καλώδια.

Κάτω από και πάνω από όλα τα υλικά είναι λίγο βαμβάκι πριν κλείσει η θήκη. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί ότι το υλικό είναι ασφαλές και δεν θα μετακινηθεί όταν εκτοξεύεται ο πύραυλος.

Το arduino συνδέεται έτσι (Εικόνα 1)

Κάρτα SD: GND GND+5 5VCS Digital 4MOSI Digital 11SCK Digital 13MI SQ Digital 12

Βαρομετρικός αισθητήραςVCC_IN 5VGND GNDSCL Analog 5SDA Analog 4

Δίοδοι:

GND GND

Πράσινο + Digitalηφιακό 7

Κίτρινο + Digitalηφιακό 5

Κόκκινο + Digitalηφιακό 6

Τι να κάνω

1.) Συγκολλήστε το GND σε όλες τις διόδους μαζί για να δημιουργήσετε ένα κοινό GND για να κάνετε λιγότερα καλώδια στο arduino.

2.) Συγκολλήστε τις προτιμώμενες αντιστάσεις στις διόδους.

3.) Κόψτε όλα τα καλώδια σε κατάλληλα μήκη και συνδέστε τα ή συγκολλήστε τα στο arduino και το υλικό.

4.) Κολλήστε τα καλώδια στο περίβλημα, ώστε να μην χρειάζεται να τα μπερδεύετε όταν αποκτάτε δεδομένα από την κάρτα SD.

5.) Κολλήστε την μπαταρία και τα εξαρτήματα που θέλετε στο περίβλημα. (Βεβαιωθείτε ότι δεν κολλάτε την κάρτα SD στο περίβλημα, καθώς θέλετε να εξαγάγετε την κάρτα για τη λήψη δεδομένων).

6.) Ξεχωρίστε τα ευάλωτα καλώδια με κόλλα, για να βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια δεν αγγίζουν το ένα το άλλο και προκαλεί βραχυκύκλωμα. Το κάναμε με τα καλώδια αντίστασης και διόδου. (Εικόνα 3)

Βήμα 3: Κατασκευή του πύραυλου

ό, τι χρειάζεσαι:

Κενά ρολά χαρτιού τουαλέτας, εξάρτημα pvc, κολλητική ταινία, μαχαίρι, ένα μικρό λεπτό πριόνι και ένα πλαστικό ποτήρι σαμπάνιας

Πώς να φτιάξετε τον πύραυλο:

1.) Πάρτε 4 ρολά χαρτιού υγείας και κολλήστε τα μαζί. (Εικόνα 2)

2.) Στη συνέχεια κολλητική ταινία στο κάτω μέρος των 3 ρολών. (Εικόνα 3)

3.) Τώρα κολλάτε ολόκληρη τη ρόκα, μέχρι να δείτε κανένα ρολό χαρτιού υγείας.

4.) Κόψτε 2 τρύπες στον πύραυλο, έτσι ώστε να φαίνονται οι δίοδοι και ο αισθητήρας να παίρνει αέρα. (Εικόνα 4)

5.) Πάρτε το μικρό σας πριόνι και κόψτε το άκρο του ποτηριού σαμπάνιας και στη συνέχεια κόψτε το σε 2 κομμάτια. (Εικόνα 5)

6.) Στη συνέχεια, πάρτε τα 2 κομμάτια του ποτηριού σαμπάνιας, λυγίστε τα γύρω από ένα ρολό χαρτιού υγείας και κολλήστε το μαζί. Μην κολλήσετε ακόμα την κορυφή στον πύραυλο. Θέλετε πρώτα το περίβλημα και τους αισθητήρες στον πύραυλο.

7.) Κολλήστε με ταινία το pvc που ταιριάζει στο κάτω μέρος του πυραύλου.

Βήμα 4: Κάνοντας τον εκτοξευτή πυραύλων

Ο, τι χρειάζεσαι:

1 Ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, 1 Δεξαμενή αερίου, 1 κανονική βαλβίδα, 1 σωλήνας pvc και 1 εξάρτημα pvc.

1.) Τοποθετήστε την κανονική βαλβίδα στη δεξαμενή αερίου

2.) Τοποθετήστε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα στην κανονική βαλβίδα

3.) Τοποθετήστε το εξάρτημα pvc πάνω από την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα και βεβαιωθείτε ότι είναι αεροστεγές

4.) Τοποθετήστε το σωλήνα pvc στο εξάρτημα pvc.

Βήμα 5: ΑΦΑΙΡΕΣΜΕΝΟ ΒΗΜΑ (Κάνοντας το αλεξίπτωτο)

Επειδή μας λείπει ο χρόνος για να κάνουμε το έργο μας, αποφασίσαμε να αφαιρέσουμε το αλεξίπτωτο και αντί αυτού να πιάσουμε τον πύραυλο με μουσαμά.

Αλλά δεδομένου ότι έχουμε ήδη κάνει το αλεξίπτωτο, αποφασίσαμε να κρατήσουμε το βήμα, σε περίπτωση που εξακολουθείτε να θέλετε να δώσετε στον πύραυλο σας ένα αλεξίπτωτο.

_

Δεν θέλουμε ο πύραυλος να πέσει κάτω και να σπάσει, οπότε χρειαζόμαστε ένα αλεξίπτωτο.

Για να γίνει αυτό, χρειαζόμαστε:

1 πλαστικό πανί, σχοινί, 1 καρφίτσα ασφαλείας, ταινία και ένα λαστιχάκι.

1.) Κόψτε το πλαστικό "σκαμμένο" σε τετράγωνο.

2.) Διπλώστε το έτσι ώστε να είναι 2 στρώσεις. (Εικόνα 2)

3.) Διπλώστε το σε τετράγωνο ώστε να είναι 4 στρώματα. (Εικόνα 3)

4.) Διπλώστε το σε τρίγωνο, έτσι θα είναι 8 στρώματα. (Εικόνα 4)

5.) Κάντε μια γραμμική γραμμή Χ cm από τη γωνία και κόψτε την. (Εικόνα 5)

6.) Διπλώστε το ξανά σε 1 στρώση. Τώρα θα πρέπει να μοιάζει με την εικόνα 6.

7.) Κόψτε 2 σχοινιά με το μήκος:

8.) Πάρτε τις γωνίες και ενώστε τις, βάλτε 1 άκρο του σχοινιού στη μέση και κολλήστε το μαζί. (εικόνα 7)

9.) Κάντε έναν κόμπο, έτσι ώστε τα 2 σχοινιά να πάρουν λίγο βρόχο. (Εικόνα 8)

Βήμα 6: Πρόγραμμα Arduino

Το πρόγραμμα αρχίζει να λειτουργεί μόλις συνδέσετε την μπαταρία στο arduino.

Οι 3 δίοδοι θα δείξουν σε ποια κατάσταση βρίσκεται ο πύραυλος.

Το κόκκινο σημαίνει ότι υπάρχει πρόβλημα με την κάρτα SD και τα δεδομένα δεν θα καταγραφούν. Το κίτρινο σημαίνει ότι ο πύραυλος είναι έτοιμος, αλλά δεν έχει καταγραφεί ακόμα. Πράσινο σημαίνει ότι τα δεδομένα καταγράφονται.

Από τη στιγμή που θα συνδεθεί η μπαταρία, ο πύραυλος θα βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής για 2 λεπτά. (Η κίτρινη δίοδος είναι ενεργοποιημένη)

Μετά από 2 λεπτά, η κίτρινη δίοδος θα απενεργοποιηθεί και η πράσινη θα είναι ενεργοποιημένη. Ο πύραυλος είναι τώρα έτοιμος για εκτόξευση.

Το πρόγραμμα περιέχει ένα float που ονομάζεται "Looptime". Αυτή η μεταβλητή λέει πόσο συχνά καταγράφονται τα δεδομένα. Σε αυτό το πρόγραμμα, ο χρόνος βρόχου έχει οριστεί σε 0,5, πράγμα που σημαίνει ότι τα δεδομένα καταγράφονται κάθε 0,5 δευτερόλεπτο.

Τα δεδομένα θα εκτυπωθούν στη σειριακή οθόνη εάν το arduino είναι συνδεδεμένο σε υπολογιστή. Θα εκτυπωθεί όμως και στην κάρτα SD αν είναι συνδεδεμένη. Τα δεδομένα διαχωρίζονται με ερωτηματικό. Πρώτα έρχεται η ώρα, στη συνέχεια η θερμοκρασία, στη συνέχεια η πίεση και στο τέλος έρχονται 3 ερωτηματικά, αυτό συμβαίνει επειδή χρειάζεται στον "Υπολογιστή πυραύλων" για να γίνουν κενές στήλες για τους υπολογισμούς.

Βήμα 7: "Υπολογιστής πυραύλων"

Το πρόγραμμα είναι κατασκευασμένο στο Microsoft Visual Studio.

Όταν ανοίγετε το πρόγραμμα, το πρώτο πράγμα που θα δείτε είναι ένας χαιρετισμός. (Εικόνα 1)

Πατήστε "Εισαγωγή.." για να ξεκινήσετε την εισαγωγή των δεδομένων σας.

Πατήστε "Εισαγωγή αρχείου …" για να εντοπίσετε το αρχείο στον υπολογιστή σας (Εικόνα 2 & 3)

Αφού επιλέξετε το αρχείο, πατήστε άνοιγμα και θα εμφανιστεί ένα αναδυόμενο παράθυρο, το οποίο θα σας ενημερώνει ότι το αρχείο σας έχει εισαχθεί. (Εικόνα 4)

Τα δεδομένα είναι πλέον εισαγόμενα και έτοιμα.

Αν πατήσετε "Δεδομένα" θα δείτε όλα τα δεδομένα σας και το υπολογιζόμενο ightψος (Εικόνα 5)

Εάν πατήσετε "ightψος" θα δείτε ένα γράφημα πάνω από το ύψος. (Εικόνα 6)

Βήμα 8: Δοκιμή του πύραυλου

Το αποτέλεσμα της εκτόξευσης του πυραύλου ήταν λίγο απογοητευτικό. Ελπίζαμε ότι ο πύραυλος θα αποκτήσει μεγαλύτερο υψόμετρο. Αλλά τουλάχιστον ο πύραυλος εκτοξεύτηκε και πήραμε κάποια δεδομένα, τα οποία μπορούμε να επεξεργαστούμε στο πρόγραμμά μας. Τα δεδομένα δεν είναι τόσο καλά, επειδή υπάρχει μικρή διαφορά, αλλά υπάρχει μια μικρή διαφορά.

Μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης δοκιμής, εντοπίσαμε επαναφορά του ardunio, οπότε τα δεδομένα βρίσκονται σε ένα έγγραφο.

Για τη δοκιμή του "Υπολογιστή πυραύλων" χρειαστήκαμε περισσότερα δεδομένα με διαφορές στο αποτέλεσμα. Για να το καταλάβουμε, ενεργοποιήσαμε το arduino και ανεβήκαμε τις σκάλες στον 4ο όροφο και κατέβηκα πίσω.