ألواح التزلج التي تم إنشاؤها بواسطة البيانات: 11 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

هذا مأخوذ من أطروحتي العليا في التصميم الصناعي منذ حوالي عام ، آسف جدًا إذا كانت هناك بعض الثغرات في ذلك ، فقد تكون ذاكرتي بعيدة بعض الشيء. إنه مشروع تجريبي وهناك الكثير من الأشياء التي كان من الممكن القيام بها بشكل مختلف ، لا تتردد في إخباري.

هذا المشروع قائم على نظام يجمع البيانات لتشغيل برنامج بناء لوح التزلج. جهاز يسجل القراءات من مستشعرات القوة أثناء تصفحك وتطبيق تلك البيانات بطريقة تعمل على تحسين شكل لوح ركوب الأمواج من خلال النمذجة التوليدية.

ما يجعل هذا المشروع يعمل هو أن لوح التزلج هو كائن مثير للاهتمام حيث يكون للقوة المطبقة على الجزء العلوي من الجسم رد فعل مساوٍ ومعاكس للقاع. بمعنى أنه إذا ضغطت أكثر أو أقل بأصابع قدميك أو بكعبك عندما تدير لوح التزلج الخاص بك ، فيجب أن تحدد المكان الذي يجب أن تتشكل فيه لوح التزلج بشكل مختلف.

تصميم لوح التزلج

سأفترض أنه ليس كل شخص خبيرًا في تصميم لوح التزلج المعاصر ولا يمكنني تسمية نفسي أيضًا ، على الرغم من أن هذا هو توضيحي المكثف. ألواح التزلج عبارة عن مركبات لنقل المياه من خلال الزعانف ، وهي تقوم بذلك من خلال توجيه المياه عبر المقعر السفلي والمخطط العام للوحة. يمكن المبالغة في تضخيم لوح التزلج من خلال الأشكال غير المتماثلة حيث تقوم بإنشاء لوح تزلج يحدد توزيع وزن إصبع القدم / الكعب ويحاول الاستفادة من ذلك. من خلال تحديد المكان الذي يمارس فيه راكب الأمواج أكبر قدر من الضغط لقلب لوح التزلج ، يمكننا تحسين شكل غير متماثل لراكب الأمواج الفردي.

لمن هذا

هذا هو المشروع الذي يلبي احتياجات راكب أمواج متوسط إلى متقدم ، شخص قد يحصل على لوح التزلج الثاني أو الثالث. في هذه المرحلة ، ستكون قد بدأت في تطوير أسلوب يحدد كيفية عمل لوح التزلج على الأمواج تحت قدميك.

الموارد والمهارات

يتم تسجيل البيانات باستخدام Arduino mini وتحليلها باستخدام Excel. لنمذجة لوح التزلج ، ستحتاج إلى نسخة من Rhinocerous 3D مع تثبيت Grasshopper عليها. لإنتاج لوح التزلج فعليًا ، ستحتاج إلى الوصول إلى CNC كبير بما يكفي لطحن لوح التزلج.

الخطوة 1: لوحة المستشعر

الوسادة

الوسادة عبارة عن حقيبة مقاومة للماء بشكل أساسي تحمي شبكة المستشعرات بينما تسمح لك بالوصول إلى بطاقة اردوينو و sd بعد تصفح الإنترنت.

الكيس مصنوع من بطانة البركة التي يتم لصقها باستخدام غراء PVC.

// المواد //

+ بطانة البركة

+ غراء بولي كلوريد الفينيل

+ كاب FPT

+ محول ذكر

+ شريط VHB

+ 3 مم ستايرين

+ شريط فيلم مزدوج الجوانب

// أدوات //

+ قطع الفينيل https://www.ebay.com/itm/like/281910397159؟lpid=82&… أو سكين X-Acto

+ لحام الحديد

+ الحاكم

المستشعر

+ مقاومة مستشعر القوة (11)

+ 10 كيلو أوم المقاوم (11)

+ سلك تقطعت بهم السبل

+ Arduino mini

+ درع تسجيل البيانات من Arduino

+ البطارية

الخطوة 2: لوحة الاختبار

// مقدمة //

لإنشاء لوح تزلج جديد بشكل صحيح ، عليك أن تبدأ بنموذج تجريبي. تم إعادة إنشاء هذا العرض التوضيحي في تعريف الجندب وهو الأساس الذي تم إنشاء الشكل منه. لهذا السبب ، سيتعين عليك عمل نموذج اختبار يمكنك إما تشكيله يدويًا إذا كان جيدًا بدرجة كافية أو الحصول على CNCd. لقد قمت بتضمين ملف تشكيل AKU. الخيار الآخر هو استخدام 5'8 Hayden Shapes hypto-krypto https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto وهو مشابه جدًا للنموذج الأساسي.

// تفاصيل //

+ فارغ - EPS (يطفو بشكل أفضل قليلاً من البولي يوريثين ، وهو أخف قليلاً. الوسادة ثقيلة جدًا)

+ راتينج - إيبوكسي (إنه أقل احتمالًا للقرع وأيضًا أن نفاذه يمنح المستشعرات قراءة أفضل يجب عليك أيضًا استخدام الإيبوكسي عند استخدام الألياف الزجاجية فارغة EPS)

+ الألياف الزجاجية - 4x6 (هذه وظيفة زجاجية أثقل من لوح التزلج القياسي ، ومن المهم أن لا تحصل اللوحة على الكثير من الضربات ، فهي ثقيلة جدًا بالفعل مع الوسادة ، وبما أن اللوحة ثقيلة بعض الشيء ، فلا يزال بإمكانها أن تطفو بشكل جيد مع كل هذا الزجاج)

الخطوة 3: قص الوسادة

// مقدمة //

الوسادة مصنوعة من بطانة البركة. لقد استخدمت قاطعًا من الفينيل مع لوح تقطيع تحته لقطع جميع القطع ، لكنني أعتقد أن طباعة النموذج ثم قصه بسكين X-Acto سيعمل.

// الخطوات //

1. يجب عمل كل من هذه التخفيضات لكلا الجانبين كما هو موضح في الرسم التوضيحي

2. سيتم استخدام القطع 1 و 2 و 3 داخل لوحة المستشعر. تتمثل الوظيفة الأساسية لهذه القطع في إبقاء المستشعرات في المكان المناسب وتنظيم الأسلاك.

3. تشكل القطعة 4 و 5 الحقيبة التي ستدخل فيها جميع المستشعرات

4. قمت أيضًا بقص قطع الستايرين التي تمر فوق العبوات ، والنظرية الكامنة وراء ذلك هي توسيع نطاق المستشعرات عن طريق زيادة السطح.

الخطوة 4: توصيل الوسادة

// مقدمة //

الشبكة التي يتكون منها هذا المشروع موصولة بأسلاك اردوينو ميني مع درع تسجيل البيانات. يمكن جعله أكثر أو أقل تعقيدًا اعتمادًا على مدى الدقة التي تريد أن تكون مجموعة البيانات الخاصة بك. استقرت على 11 دبوسًا بأخذ قياسين من مقدمة الوسط وواحد من الحواف. يتيح لك هذا تحديد مكان تطبيق الضغط ، على الرغم من اتساع نطاقه ، إلا أنه كاف لإعطاء البرنامج فكرة جيدة عن كيفية إنشاء لوح التزلج.

// موارد //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// الخطوات //

1. اتبع التخطيطي وسلك كل من المستشعرات ، لقد استخدمت رؤوس قابلة للتكديس https://www.sparkfun.com/products/11417 لحام كل من المستشعرات ، فأنا لست الأفضل في اللحام وهذه طريقة آمنة لمنع ذوبان أجهزة الاستشعار الخاصة بك.

2. لقد استخدمت أيضًا لوحة الخبز لتنظيم اللوح والمقاومات والبطارية الخاصة بي. ليس من الضروري تمامًا ولكن كان من الجيد الحصول عليها في حزمة لطيفة

3. لقد استخدمت شريطًا مزدوج الجوانب للالتصاق بجميع أجزاء الوسادة

ليس من الضروري تمامًا استخدام الغراء PVC على الرغم من أنك تستطيع ذلك

الخطوة 5: لصق الوسادة بالغراء

// مقدمة //

أنا أحب بطانة البركة ، إنها بعض الأشياء الرائعة حقًا ، ولم أسمع عنها مطلقًا قبل القيام بهذا المشروع ولكن من خلال بعض الأبحاث استقرت على هذا باعتباره مادة رائعة لبناء الوسادة. بطانة البركة عبارة عن نايلون مغطى بالبلاستيك مما يعني أنه يمكنك استخدام غراء الأنابيب البلاستيكية لتلحيمها معًا لإنشاء غلاف مقاوم للماء تمامًا. إنه رائع أيضًا لأنه يمكنك بعد ذلك استخدامه في لحام أنابيب PVC لإضافة نقاط وصول إلى Arduino.

// الخطوات //

1. لجعل المركب وضع كل القطع على القطعة السفلية للوسادة

2. يمكنك لصق جميع قطع المستشعر باستخدام شريط مزدوج الجوانب أو غراء PVC

3. استخدم تركيبات PVC لإنشاء نقطة وصول إلى Arduino على قطعة الوسادة العلوية.

+ هناك خط رفيع عند تطبيق الغراء PVC كثيرًا مما يجعله ينفجر وهشًا على الرغم من أن القليل جدًا يجعل الرابطة ضعيفة. عليك فقط تجربة بعض القطع وفهم كيفية عملها

3. بمجرد أن تجف كل القطع تلتصق بأعلى وأسفل الوسادة ، لديك فرصة واحدة تقريبًا للقيام بذلك ، لذا كن صبورًا ، لقد فعلت ذلك في أقسام وقمت بعمل خطين من الغراء للتأكد من أنها لن تتسرب.

+ استغرقت الوسادة التي صنعتها جلستين قبل أن تبدأ في الانهيار ، والمياه المالحة وحشية للغاية.

4. للالتصاق باللوحة على لوح التزلج ، استخدم شريط VHB

+ تأكد من مسح السطح باستخدام مخفف الطلاء وتأكد من نظافته الفائقة قبل وضع الوسادة

+ شريط VHB قوي حقًا ، ولم أواجه أي مشاكل مع سقوط الوسادة

الخطوة 6: برنامج تسجيل بيانات Arduino

// مقدمة //

يقوم برنامج Arduino بتسجيل البيانات من شبكة المستشعر إلى بطاقة SD. تم تضمين بعض الموارد المتعلقة بالتنسيق ومشاكل إطلاق النار على بطاقات SD. يمكن أن تكون صعبة بعض الشيء. تم أخذ الكود من https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger وتم تعديله ليشمل جميع قراءات المستشعر.

// موارد //

learn.adafruit.com/adafruit-micro-sd-break…

// الشفرة //

/* مسجل بيانات بطاقة SD يوضح هذا المثال كيفية تسجيل البيانات من ثلاثة أجهزة استشعار تناظرية إلى بطاقة SD باستخدام مكتبة SD. الدائرة: * مستشعرات تناظرية على الوظائف التناظرية 0 و 1 و 2 * بطاقة SD متصلة بناقل SPI على النحو التالي: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (لـ MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) تم إنشاؤه في 24 نوفمبر 2010 وتم تعديله في 9 أبريل 2012 بواسطة Tom Igoe. هذا الرمز المثال موجود في المجال العام. * / # include #include const int chipSelect = 4؛ void setup () {// افتح الاتصالات التسلسلية وانتظر حتى يفتح المنفذ: Serial.begin (9600)؛ بينما (! المسلسل) {؛ // انتظر حتى يتم توصيل المنفذ التسلسلي. مطلوب لمنفذ USB الأصلي فقط} Serial.print ("تهيئة بطاقة SD …") ؛ // معرفة ما إذا كانت البطاقة موجودة ويمكن تهيئتها: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("البطاقة فشلت ، أو غير موجودة") ؛ // لا تفعل أي شيء آخر: العودة ؛ } Serial.println ("تم تهيئة البطاقة.") ؛} حلقة فارغة () {// قم بعمل سلسلة لتجميع البيانات للتسجيل: String dataString = ""؛ // قراءة ثلاثة أجهزة استشعار وإلحاقها بالسلسلة: لـ (int analogPin = 0 ؛ analogPin = 1 ؛ analogPin = 2 ؛ analogPin = 3 ؛ analogPin = 4 ؛ analogPin = 5 ؛ analogPin = 6 ؛ analogPin = 7 ؛ analogPin <3 ؛ analogPin ++) {int sensor = analogRead (analogPin) ؛ dataString + = سلسلة (مستشعر) ؛ إذا (analogPin <2) {dataString + = "،"؛ } } // افتح الملف. لاحظ أنه يمكن فتح ملف واحد فقط في كل مرة ، // لذلك عليك إغلاق هذا الملف قبل فتح ملف آخر. ملف dataFile = SD.open ("datalog.txt" ، FILE_WRITE) ، // إذا كان الملف متاحًا ، فاكتب إليه: if (dataFile) {dataFile.println (dataString)؛ dataFile.close () ، // طباعة إلى المنفذ التسلسلي أيضًا: Serial.println (dataString) ؛ } // إذا لم يكن الملف مفتوحًا ، فانبثق خطأ: else {Serial.println ("خطأ في فتح datalog.txt")؛ }}

الخطوة 7: جمع البيانات

// مقدمة //

حان الوقت الآن لتجربة الوسادة. قم بتوصيل البطارية وإدخال بطاقة SD. من الجيد اختبار البرنامج للتأكد من تسجيل البيانات بشكل صحيح قبل الخروج. كن حذرًا عند شد الغطاء PVC حتى لا تمزق الوسادة ، فالخيوط ضخمة جدًا على الرغم من أنها فكرة جيدة أيضًا لإزالة الغبار عن الخيوط بحيث تكون المياه محكمة للغاية

إنه نوع من الجنون يتصفح مع هذه الوسادة ، فالمحيط ليس دائمًا هو الأجمل واللوحة هي كائن عالي الكعب. جمعت البيانات باستخدام اللوحة مرتين وبعد ذلك كنت أخشى ألا تدوم اللوحة مرة أخرى. يجب أن تكون واثقًا جدًا من الماء وأن تخرجه في أيام رديئة جدًا حتى لا تنكسر بسبب الأمواج الكبيرة أو تضع نفسك في موقف مع لوح تزلج أثقل من المعتاد.

الخطوة 8: تقسيم البيانات

// مقدمة //

عند الانتهاء من جمع البيانات ، أدخل بطاقة SD الخاصة بك في جهاز الكمبيوتر الخاص بك ويجب أن يكون لديك مجلد يحتوي على سجل طويل جدًا من الأرقام. نظرًا لأن التسجيل يعمل عن طريق تشغيل سلسلة من القراءات المثيرة للجدل بشكل مستمر ، فسيتعين عليك نسخ السجل إلى أوراق Excel أو google لتنظيم كل مجموعة من مجموعات المستشعرات. سترغب في الحصول على متوسط القراءة لكل مستشعر لجعله جاهزًا لإدخاله في تعريف الجندب.

من السهل جدًا تحديد متى كنت تمارس الضغط لأنك تحصل على قراءات مختلفة تمامًا عما كنت عليه عندما كنت جالسًا على لوحك. يصبح متشنجًا جدًا لفترة ثم يعود إلى الاتساق. أوقات الفوضى هي ما تريده … فقط امسح الباقي.

الخطوة 9: إنشاء لوح التزلج المخصص

// مقدمة //

في هذه الخطوة ، ستحتاج إلى أن تكون بارعًا إلى حد ما في لعبة Rhinocerous والجندب ، فهي ليست متقدمة جدًا بأي شكل من الأشكال. في تعريف الجندب ، ستلاحظ أن هناك مجموعة من العقد مرتبطة بنقاط مختلفة ، ما عليك فعله هو استبدال كل عقد بقراءات المستشعر المناسبة. بعد جمع البيانات وتحليلها في Excel ، يجب أن تتأكد من تتبع مصدر كل قراءات حتى تتمكن من ضبط نموذج الجندب لإنشاء الشكل الأمثل بشكل مناسب.

// الخطوات //

1. فتح الجندب وتحميل لوح التزلج التوليدي def

2. أدخل القراءات من سجل البيانات ، واستخدمت الوسائط من كل قراءات.

3. خبز النموذج في الجندب

+ سيكون لديك إطار من لوح التزلج مع ناقلات فقط

4. SWEEP2 باستخدام القضبان على طول المنحنيات المركزية والخارجية

+ هذا يستغرق بعض الوقت والصبر ، وقد تحتاج أيضًا إلى مزج الأسطح لجعلها مانعة لتسرب المياه

الخطوة 10: طحن لوح التزلج

الخطوة الأخيرة هي طحن لوح الأمواج. لقد استخدمت كتلتين من الستايروفوم اشتريتهما من مستودع المنزل https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… وألصقهما بالرش معًا بحيث تكون سميكة بما يكفي لاستيعاب سمك الروك واللوح. لقد استخدمت Multicam 3000 باستخدام RhinoCAM. أنا لست خبيرًا في CNC ولدي الكثير من المساعدة في هذه الخطوة ، لذا لا يمكنني حقًا تقديم أي نصيحة بخلاف جعل شخص ما يقوم بهذه الخطوة نيابةً عنك ؛)

الخطوة 11: الأفكار النهائية

استغرق هذا المشروع حوالي عام وانتهيت منه منذ عام تقريبًا. لقد عرضته في كل من المعرض الأول للتصميم الصناعي CCA و Maker Faire. أضعه هنا الآن لأنني استغرقت الكثير من الوقت للنظر إليه مرة أخرى … لقد سئمت من النظر إلى هذه الأشياء. آمل أن تقدر ذلك ، وأعتقد أن هذا النوع من البحث والعمل قد يكون مفيدًا في مشاريع أخرى ، إذا حاول أي شخص فعلاً القيام بهذا Instructable ، فيرجى إخبارنا بنوعه من الجنون وسيكون من الرائع رؤية الشعوب الأخرى تتولى هو - هي. أعتقد أن هناك ثروة من البيانات التي يمكن التقاطها واستخدامها في إنشاء المنتجات بطريقة جديدة. أعتقد أننا كنا ندخل عصرًا جديدًا من التخصيص ، والأشياء التي يمكن تخصيصها لهذا النوع من النماذج الأولية السريعة قد تدخل حيز التصنيع الشخصي السريع.

يسعدني الرد على أي أسئلة تتعلق بالعملية أو النظريات أو أي من البرامج أو تصميم لوح التزلج بشكل عام.