حافظ على حياتك باستخدام جهاز مراقبة انهيار المبنى: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تحليل الهياكل الخرسانية والمعدنية والخشبية للانحناءات والزوايا والتنبيهات إذا انحرفت عن الموضع الأصلي.

الخطوة 1: مقدمة

مع تطور مجال الهندسة المدنية ، يمكننا تحديد الكثير من الإنشاءات في كل مكان. الهياكل المعدنية والعوارض الخرسانية والمباني متعددة المنصات هي بعض منها. علاوة على ذلك ، اعتاد معظمنا على البقاء في مبنى أو منزل خلال معظم أوقات اليوم. ولكن كيف يمكننا التأكد من أن المبنى آمن بما يكفي للبقاء؟ ماذا لو كان هناك صدع صغير أو شعاع مائل في المبنى الخاص بك؟ من شأنه أن يخاطر بمئات الأرواح.

يمكن أن تكون الزلازل وصلابة التربة والأعاصير والعديد من الأشياء الأخرى عوامل للشقوق الداخلية وانحراف الهياكل أو الحزم عن الوضع المحايد. في معظم الأوقات لا ندرك حالة الهياكل المحيطة. ربما يكون المكان الذي نسير فيه كل يوم به تشققات في عوارض خرسانية ويمكن أن ينهار في أي وقت. لكن دون معرفة ذلك ، نحن نذهب بحرية إلى الداخل ، وكحل لذلك ، نحتاج إلى طريقة جيدة لمراقبة العوارض الخرسانية والخشبية والمعدنية للإنشاءات التي لا يمكننا الوصول إليها.

الخطوة الثانية: الحل

"محلل الهيكل" هو جهاز محمول يمكن تركيبه على عارضة خرسانية ، وهيكل معدني ، وألواح وما إلى ذلك. يقيس هذا الجهاز الزاوية ويحلل الانحناءات حيث يتم تركيبه ويرسل البيانات إلى تطبيق الجوال من خلال البلوتوث. يستخدم هذا الجهاز مقياس التسارع / الجيروسكوب لقياس الزاوية في الطائرات x و y و z والمستشعر المرن لمراقبة الانحناءات. تتم معالجة جميع البيانات الأولية وإرسال المعلومات إلى تطبيق الهاتف المحمول.

الخطوة 3: الدائرة

اجمع المكونات التالية.

• لوحة اردوينو 101
• 2 X Flex مجسات
• 2 × 10 كيلو مقاومات

لتقليل عدد المكونات ، يتم استخدام لوحة Arduino 101 هنا لأنها تحتوي على مقياس تسارع ووحدة BLE. تستخدم مستشعرات Flex لقياس مقدار الانحناء لأنها تغير مقاومتها عند الانحناء. الدائرة صغيرة جدًا حيث يلزم توصيل مقاومين فقط وجهازين للاستشعار المرن. يوضح الرسم البياني التالي كيفية توصيل مستشعر مرن بلوحة Arduino.

يتم توصيل دبوس واحد من المقاوم بالدبوس A0 بلوحة Arduino. اتبع نفس الإجراء لتوصيل جهاز الاستشعار المرن الثاني. استخدم دبوس A1 لتوصيل المقاوم.

قم بتوصيل الجرس مباشرة بدبوس D3 ودبوس Gnd.

الخطوة 4: الانتهاء من الجهاز

بعد عمل الدائرة ، يجب تثبيتها داخل حاوية. وفقًا للنموذج ثلاثي الأبعاد أعلاه ، يجب وضع مستشعرين مرنين في الجانب الآخر من العلبة. وفر مساحة لمنفذ USB لبرمجة اللوحة وتزويدها بالطاقة. نظرًا لضرورة استخدام هذا الجهاز لفترة طويلة ، فإن أفضل طريقة لتزويد الطاقة هي استخدام حزمة طاقة ثابتة.

الخطوة 5: تطبيق الهاتف

قم بتنزيل وتثبيت Blynk من متجر Android Play. ابدأ مشروعًا جديدًا لـ Arduino 101. حدد طريقة الاتصال كـ BLE. أضف 1 طرفي وزرين و BLE إلى الواجهة. توضح لك الصور التالية كيفية إنشاء الواجهة.

الخطوة 6: ملفات كود Blynk

بعد إنشاء الواجهة على Blynk ، ستتلقى رمز التفويض. أدخل هذا الرمز في المكان التالي.

#include # include char auth = "**************"؛ // كود تفويض Blynk

WidgetTerminal محطة (V2) ؛

بلي الطرفي الطرفي ؛

في عملية المعايرة ، يتم حفظ قراءات أجهزة الاستشعار الحالية في ذاكرة EEPROM.

القيم()؛ EEPROM.write (0 ، flx1) ؛

EEPROM.write (1 ، flx2) ؛

EEPROM.write (2 ، x) ؛

EEPROM.write (3 ، ص) ؛

EEPROM.write (4 ، ض) ؛

terminal.print ("نجاح المعايرة") ؛

بعد المعايرة ، سيقارن الجهاز الانحراف بقيم العتبة ويصدر صفيرًا إذا تجاوزت القيمة.

القيم()؛ إذا (abs (flex1-m_flx1)> 10 أو abs (flex2-m_flx2)> 10) {

terminal.println ("Over Bend") ؛

نغمة (الجرس ، 1000) ؛

}

إذا (abs (x-m_x)> 15 أو abs (y-m_y)> 15 أو abs (z-m_z)> 15) {

terminal.println ("مائل فوقي") ؛

نغمة (الجرس ، 1000) ؛

}

الخطوة 7: الوظيفة

قم بلصق الجهاز على الهيكل المطلوب مراقبته. قم بلصق المستشعرات المرنة 2 أيضًا. قم بتزويد اللوحة بالطاقة باستخدام كابل USB.

افتح واجهة Blynk. اتصل بالجهاز عن طريق لمس رمز البلوتوث. اضغط على زر المعايرة. بعد معايرة الجهاز ستظهر رسالة "تمت معايرتها بنجاح". أعد ضبط الجهاز. الآن سيقوم بمراقبة الهيكل وإخطارك من خلال الجرس إذا انحرف عن التشوهات. يمكنك التحقق من قيم الزاوية والانحناء في أي وقت بالضغط على زر الحالة. قد يبدو هذا كجهاز صغير. لكن استخداماته لا تقدر بثمن. في بعض الأحيان ننسى التحقق من حالة منزلنا ومكتبنا وما إلى ذلك ، من خلال جداولنا المزدحمة. ولكن إذا كانت هناك مشكلة صغيرة ، فقد تنتهي كما في الشكل أعلاه.

ولكن مع هذا الجهاز ، يمكن إنقاذ مئات الأرواح من خلال الإبلاغ عن المشاكل الصغيرة والخطيرة في الإنشاءات.

الخطوة 8: ملف كود Arduino101

#define BLYNK_PRINT المسلسل

# تعريف المرن 1 A0

#define flex2 A1 // تحديد دبابيس المستشعر المرن والجرس

# تعريف الجرس 3

#include "CurieIMU.h" #include "BlynkSimpleCurieBLE.h"

# تضمين "CurieBLE.h"

# تضمين "Wire.h"

# تضمين "EEPROM.h"

# تضمين "SPI.h"

شار المصادقة = "**************" ؛ // Blynk Authorization Code WidgetTerminal terminal (V2) ؛

بلي الطرفي الطرفي ؛

int m_flx1 ، m_flx2 ، m_x ، m_y ، m_z ؛ // القيم المحفوظة في الذاكرة

int flx1 ، flx2 ، x ، y ، z ؛ // القراءات الحالية

القيم الفارغة () {for (int i = 0؛ i <100؛ i ++) {

flx1 = analogRead (flex1) ؛ // احصل على قراءات أولية من أجهزة الاستشعار

flx2 = analogRead (flex2) ؛

س = CurieIMU.readAccelerometer (X_AXIS) / 100 ؛

y = CurieIMU.readAccelerometer (Y_AXIS) / 100 ؛

ض = CurieIMU.readAccelerometer (Z_AXIS) / 100 ؛

تأخير (2) ؛

}

flx1 = flx1 / 100 ؛ flx2 = flx2 / 100 ؛

س = س / 100 ؛ // احصل على متوسط قيم القراءات

ص = ص / 100 ؛

ض = ض / 100 ؛

}

إعداد باطل () {// pinMode (3 ، الإخراج) ؛

pinMode (flex1 ، الإدخال) ؛

pinMode (flex2 ، الإدخال) ؛ // ضبط أوضاع دبوس المستشعر

Serial.begin (9600) ؛

blePeripheral.setLocalName ("Arduino101Blynk") ؛ blePeripheral.setDeviceName ("Arduino101Blynk") ؛

blePeripheral.setAppearance (384) ،

Blynk.begin (المصادقة ، blePeripheral) ؛

blePeripheral.begin () ،

m_flx1 = EEPROM.read (0) ، m_flx2 = EEPROM.read (1) ،

m_x = EEPROM.read (2) ، // قراءة قيم المستشعر المحفوظة مسبقًا من EEPROM

m_y = EEPROM.read (3) ،

m_z = EEPROM.read (4) ،

}

حلقة باطلة () {Blynk.run () ،

blePeripheral.poll () ،

القيم()؛

if (abs (flex1-m_flx1)> 10 أو abs (flex2-m_flx2)> 10) {terminal.println ("Over Bend") ؛

نغمة (الجرس ، 1000) ؛

}

if (abs (x-m_x)> 15 أو abs (y-m_y)> 15 أو abs (z-m_z)> 15) {terminal.println ("مائل بشكل زائد") ؛

نغمة (الجرس ، 1000) ؛

}

نغمة (الجرس ، 0) ؛

}

/ * يشير VO إلى وضع المعايرة. في هذا الوضع ، يتم حفظ قيم المستشعرات * في ذاكرة EEPROM

*/

BLYNK_WRITE (V0) {int pinValue = param.asInt () ؛

إذا (pinValue == 1) {

القيم()؛

EEPROM.write (0 ، flx1) ؛ EEPROM.write (1 ، flx2) ؛

EEPROM.write (2 ، x) ؛

EEPROM.write (3 ، ص) ؛

EEPROM.write (4 ، ض) ؛

terminal.print ("نجاح المعايرة") ؛

}

}

/ * يمكننا طلب قيم الانحراف الحالية * بالضغط على الزر V1

*/

BLYNK_WRITE (V1) {

int pinValue = param.asInt () ؛

إذا (pinValue == 1) {

القيم()؛ terminal.print ("X زاوية الانحراف-") ؛

terminal.print (abs (x-m_x)) ؛

terminal.println () ،

terminal.print ("انحراف زاوية Y-") ؛

terminal.print (القيمة المطلقة (y-m_y)) ؛

terminal.println () ،

terminal.print ("انحراف زاوية Z-") ؛

terminal.print (abs (z-m_z)) ؛

terminal.println () ،

terminal.print ("انحراف فليكس 1-") ؛

terminal.print (abs (flx1-m_flx1)) ؛

terminal.println () ،

terminal.print ("انحراف فليكس 2-") ؛

terminal.print (abs (flx2-m_flx2)) ؛

terminal.println () ،

}

}

BLYNK_WRITE (V2) {

}