Jembatan Bergerak: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Kami META_XIII, berasal dari University of Michigan-Shanghai Jiao Tong University Joint Institute (JI). Manual demonstratif ini dibuat untuk desain kursus VG100 kami, jembatan bergerak yang dikendalikan oleh Arduino.

JI didirikan bersama pada tahun 2006 oleh dua universitas terkemuka, UM dan SJTU. JI memimpin kerjasama pendidikan internasional di Cina, menampilkan gaya pendidikan Amerika dan Cina. Itu terletak di kampus Minhang SJTU, barat daya di Shanghai, tempat perusahaan teknologi berkerumun.

Ada dua proyek kursus di VG100, keduanya memerlukan analisis, penjadwalan, dan kerja sama. Mata kuliah ini mempersiapkan mahasiswa menjadi insinyur dengan 4 kualifikasi yang diapresiasi JI, Internasionalisasi, Interdisipliner, Inovasi, dan Kualitas. Dalam kompetisi Project1, setiap kelompok harus membangun "jembatan yang dapat dipindahkan" dengan bahan tertentu, dan kinerja jembatan pada hari pertandingan membuat perbedaan besar pada nilai kursus.

Pada hari pertandingan, 19 kelompok harus datang ke lab di gedung JI dan menyelesaikan beberapa bagian tes. Bagian pertama adalah uji fungsi, di mana jembatan harus bisa menghentikan mobil dan kemudian terbuka untuk membiarkan kapal lewat. Kami menyelesaikan seluruh proses dengan sukses dan mendapat nilai penuh. Bagian kedua dari tes adalah ukuran dan tes beban. Lebih banyak skor akan dicapai jika jembatan lebih ringan dan lebih baik dalam menahan beban. Kita bisa menanggung 1kg dalam variabel bentuk 2.83mm. Kami berada di peringkat ke-9 dalam hal Estetika dan peringkat ke-8 dalam uji berat.

Akhirnya jembatan kami mendapat nilai 76,7, peringkat ke-4.

Ada versi singkat dari aturan yang ditunjukkan di bawah ini:

A. Proses uji fungsi

A. Sebuah mobil A dapat melewati jembatan tersebut.

B. Ketika A masih berada di jembatan, sebuah kapal besar C mendekati jembatan dari bawah.

C. Jembatan dapat mendeteksi C, dan mengangkat dirinya sendiri setelah mobil A meninggalkan jembatan untuk membiarkan C lewat di bawahnya.

D. Setelah C lewat, jembatan dapat kembali normal dalam 15 detik.

B. Uji beban

Beberapa beban kecil akan diletakkan di jembatan 100g lebih setiap kali. Bobot dijumlahkan hingga 1kg atau sampai defleksi mencapai 4 mm kemudian dicatat datanya.

C. Uji ukuran

Massa total jembatan (termasuk bagian sirkuit kecuali baterai) akan dicatat dan dibandingkan dengan kelompok lain.

Tautan video: Klik di sini untuk menikmati video gameday bridge kami!

Kami berharap pengenalan dapat meninggalkan kesan umum pada Anda tentang jembatan kami.

Langkah 1: Diagram Konsep

Langkah 2: Analisis

Berikut adalah beberapa penjelasan untuk perhitungan kami tentang variabel bentuk jembatan sehingga kami dapat merancang struktur yang sangat ringan yang dapat menanggung beban lebih secara teori.

Bagian ini melibatkan pengetahuan tentang analisis gaya dan integral. Kami berharap ini dapat membantu Anda memahami prinsip dan menerapkannya pada situasi serupa saat Anda membangun jembatan.

Langkah 3: Daftar Bahan：

**Harga belum termasuk lem kayu, kabel kapas, kertas kerajinan lilin dan alat lainnya.

Berikut adalah beberapa hyperlink untuk item yang dapat Anda beli di Taobao.

Arduino Uno（21.90）

Papan tempat memotong roti（6.24）

Kabel koneksi 27,61）

Papan Penggerak Motor L298N（10.43）

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

Servo Mikro（8,81）

Gear Motor（30.00）

Papan kayu balsa（402.5）

Reng kayu balsa（232.06）

Pisau（38.40）

Engsel（12.76）

Langkah 4: Diagram Sirkuit

Ditunjukkan di atas adalah diagram sirkuit singkat. Kabel dengan warna berbeda harus dihubungkan ke mulut logika yang sesuai. Semua kabel merah berarti catu daya 9V. Semua kabel hitam berarti tanah. Kabel hijau berarti LED hijau karena kabel merah muda berarti LED merah.

Dua Gear Motors, yang memiliki 100 putaran per detik, menawarkan kekuatan utama untuk mengangkat jembatan. Mereka digerakkan oleh driver motor murah, driver motor tanpa biji L298N.

Micro Servo dirancang untuk memutar tongkat yang akan mencegah mobil melewati jembatan ketika jembatan telah diangkat. Itu bisa berputar 90 derajat dan kembali ke tempat semula.

Empat sensor Inframerah sangat penting saat mendeteksi mobil dan kapal. Mereka dapat membantu untuk memutuskan kapan jembatan harus diangkat dan diturunkan.

Seluruh proses yang memenuhi persyaratan uji fungsi harus dilakukan sebagai berikut:

·Sensor 1 mendeteksi pendekatan Mobil A. Sensor 2 mendeteksi pendekatan Kapal C. Mereka mengirim sinyal ke Arduino sehingga LED merah mengeluarkan cahaya dan Servo Mikro memutar tongkat untuk menghentikan Mobil B.

·Sensor 3 mendeteksi keberangkatan Mobil A. Kemudian Motor Gear mulai berjalan dan mengangkat jembatan ke ketinggian yang tepat untuk lewatnya Kapal C.

·Sensor 4 mendeteksi keberangkatan Kapal C. Mereka mengirim sinyal ke Arduino. Setelah selang waktu 15 detik, Gear Motors mulai mundur dan meletakkan jembatan.

· Servo Mikro kembali ke kondisi semula dan LED hijau mengeluarkan cahaya untuk menunjukkan izin lewatnya Mobil B.

**Perhatikan bahwa sensor Inframerah yang kami gunakan untuk membangun jembatan kami tidak persis sama dengan diagram yang ditunjukkan di atas. Kami memilih jenis yang lebih murah yang bisa sama-sama bermanfaat. Gambar semacam ini ditunjukkan dalam daftar bahan.

Langkah 5: Buat Dek

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

B. Gambarlah beberapa segitiga siku-siku dengan jarak yang berdekatan dengan ukuran panjang 4cm dan lebar 3cm. Cadangan ruang dengan lebar 2cm di setiap sisi dan lebar 0,5cm di antara segitiga. Potong segitiga ini dengan pisau. ** Berhati-hatilah agar tidak merusak bagian samping.

C. Rekatkan setiap dua papan dengan lem kayu. Letakkan dan tempelkan selembar kertas kerajinan lilin di kedua sisi geladak.

Langkah 6: Buat Bingkai

A. Potong reng kayu 3mm menjadi 15cm、35cm dan panjang 38cm. Sesuaikan sedikit ujungnya ke bentuk yang tepat agar sesuai dengan bingkai tanpa celah. Rekatkan mereka. Kemudian buat 3 segitiga lagi yang identik.

B. Potong beberapa reng kayu 3mm dengan ukuran yang tepat. Tempelkan dengan (a) segitiga kayu untuk membentuk beberapa segitiga siku-siku sama kaki dengan ukuran berbeda. (Langkah ini untuk meningkatkan stabilitas dan keindahan vertikalnya.)

C. Potong dan rekatkan beberapa serpihan kayu 2mm ke bagian penghubung untuk memperkuatnya.

D. Potong beberapa reng kayu 5mm menjadi 23cm. Pisahkan dua (c) segitiga kayu dengan jarak 23cm. Tempelkan enam reng di antara segitiga. Pastikan jaraknya sama. Kemudian buat satu lagi yang identik.

e. Gunakan reng kayu 5mm dengan ukuran yang tepat untuk mengisi ruang antara (d) enam reng dengan bentuk trigonal yang serupa. Tempelkan mereka. (d, langkah e adalah untuk meningkatkan stabilitas lateralnya, yang seharusnya diuji tetapi dibatalkan karena beberapa alasan. Jadi struktur ini tidak diperlukan untuk persyaratan.)

Langkah 7: Perakitan

A. Tempelkan dek dengan bingkai. Titik puncak satu bingkai harus melebihi tepi papan sementara yang lain memendek.

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

Langkah 8: Kesempurnaan

A. Bor empat lubang kecil di salah satu ujung papan sepanjang 35 cm. Bor dua lubang yang sesuai pada papan sepanjang 24 cm. Hubungkan mereka dengan engsel dan sekrup.

B. Potong empat reng kayu 8mm menjadi panjang 15cm. Bor lubang di setiap reng setinggi 12cm. Tempelkan dua reng ke setiap papan secara paralel dengan jarak 18cm. Kemudian potong empat batang berukuran 6cm untuk memperkuat "menara".

C. Tempelkan balok di kedua reng.

D. Bor dua lubang di salah satu ujung kedua papan. Masukkan kabel kapas melalui lubang pada papan jembatan dan reng vertikal.

e. Bor enam lubang di ujung kedua dek untuk memastikan lubang dapat dipasang pada abutment dengan sekrup.

Langkah 9: Perakitan Sirkuit

A. Potong dua kubus kayu 2cm dan rekatkan ke tepi dek berengsel pada langkah terakhir. Kemudian rekatkan sebuah Gear motor ke masing-masing kubus tersebut. Rekatkan ujung utas ke spindel dengan 502.

B. Rekatkan dua sensor inframerah ke bawah ke dua balok silang (a). Rekatkan dua sensor inframerah lainnya ke kedua sisi bingkai, sesuaikan agar sesuai untuk mendeteksi kapal.

C. Rekatkan servo mikro ke salah satu reng di bagian jembatan yang dapat digerakkan. Kemudian rekatkan tongkat kayu sebagai gerbang penghalang.

D. Potong sebagian kecil papan tempat memotong roti dan tempelkan ke reng lainnya di bagian jembatan yang dapat digerakkan. Letakkan LED merah dan LED hijau di papan tempat memotong roti kecil.

e. Hubungkan semua kabel dan uji berulang kali untuk memastikan kelayakan kode Arduino.

Langkah 10: Tampilan Sistem Akhir

Terima kasih telah merujuk ke manual kami!

Semoga dapat memberikan inspirasi untuk anda dalam mendesain movable bridge anda.