Placi de surf generate de date: 11 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acest lucru este preluat din teza mea superioară în proiectare industrială de acum aproximativ un an, așa că îmi pare rău dacă există niște găuri în ea, memoria mea ar putea fi puțin oprită. Este un proiect experimental și există atât de multe lucruri care ar fi putut fi făcute diferit, nu ezitați să mă anunțați.

Acest proiect este pe un sistem care adună date pentru a rula un program de construire a plăcilor de surf. Un dispozitiv care înregistrează citirile de la senzorii de forță pe măsură ce navigați și aplicați aceste date într-un mod care optimizează forma plăcii dvs. de surf prin modelare generativă.

Ceea ce face ca acest proiect să funcționeze este că placa de surf este un obiect interesant în care forța care se aplică în partea de sus a obiectului are o reacție egală și opusă față de partea de jos. Adică dacă apăsați mai mult sau mai puțin cu degetele de la picioare sau călcâi atunci când vă întoarceți placa de surf ar trebui să dicteze unde trebuie să aveți o formă diferită.

PROIECTARE SURFBOARD

Voi presupune că nu toată lumea este un expert în designul plăcilor de surf contemporane și nici nu mă pot numi, deși aici este explicația mea condensată. Plăcile de surf sunt vehicule pentru deplasarea apei prin aripioare, face acest lucru prin canalizarea apei prin concavul inferior și conturul general al plăcii. Placa de surf poate fi exagerată prin forme asimetrice în care creați o placă de surf care identifică distribuția greutății degetului de la picior / călcâi și încearcă să valorifice acest lucru. Prin identificarea locului în care surferul aplică cea mai mare presiune pentru a-și întoarce placa de surf, putem optimiza o formă asimetrică pentru surferul individual.

CINE ESTE PENTRU ACESTUI

Acesta este un proiect care se adresează unui surfer intermediar spre avansat, cineva care ar putea primi a doua sau a treia placă de surf. În această etapă, ați început să dezvoltați un stil care dictează modul în care ar trebui să funcționeze placa dvs. de surf sub picioare.

RESURSE ȘI ABILITĂȚI

Datele sunt înregistrate folosind un Arduino mini și analizate cu Excel. Pentru modelarea plăcii de surf, va trebui să aveți o copie a Rhinocerous 3D cu Grasshopper instalată pe ea. Pentru a produce efectiv placa de surf, va trebui să aveți acces la un CNC suficient de mare pentru a mori o placă de surf.

Pasul 1: Padul senzorului

PADUL

Tamponul este în esență o pungă impermeabilă care protejează rețeaua de senzori, permițându-vă în același timp să accesați cardul arduino și sd după ce navigați.

Geanta este construită din căptușeală de iaz care este aderată folosind adeziv din PVC.

// Materiale //

+ garnitură de iaz

+ lipici pvc

+ FPT Cap

+ Adaptor masculin

+ Bandă VHB

+ Stiren de 3mm

+ Bandă de film pe două fețe

// Instrumente //

+ Cutit de vinil https://www.ebay.com/itm/like/281910397159?lpid=82&… sau cuțit X-Acto

+ Fier de lipit

+ Domnitor

SENZORUL

+ Rezistor senzor de forță (11)

+ Rezistor 10k ohm (11)

+ Sârmă torsadată

+ Arduino mini

+ Arduino Datalogging Shield

+ Baterie

Pasul 2: Consiliul de testare

// Introducere //

Pentru a genera corect o nouă placă de surf, trebuie să începeți cu un model demonstrativ. Această demonstrație este recreată în definiția lăcustă și este baza de unde este generată forma. Din acest motiv, va trebui să faceți un model de test pe care să îl puteți modela manual, dacă sunteți suficient de bun sau să obțineți CNCd. Am inclus fișierul de formare AKU. Cealaltă opțiune este să folosiți un hipto-krypto 5'8 Hayden Shapes https://www.haydenshapes.com/pages/hypto-krypto, care este destul de similar cu modelul de bază.

// Detalii //

+ Blank - EPS (Plutește puțin mai bine decât poliuretanul și este puțin mai ușor. Tamponul este destul de greu)

+ Rășină - Epoxidic (Este puțin mai puțin probabil să se învârtă și, de asemenea, elasticitatea acestuia oferă senzorilor o citire mai bună, trebuie să utilizați și Epoxid atunci când fibra de sticlă este un strat EPS)

+ Fibra de sticlă - 4x6 (Aceasta este o lucrare mai grea de sticlă decât o placă de surf standard, este important ca placa să nu obțină prea multe zgomote, este deja destul de grea cu tamponul și, din moment ce placa este puțin cam puternică, vă poate pluti în continuare destul de bine cu tot acest pahar)

Pasul 3: Tăierea tamponului

// Introducere //

Tamponul este construit din căptușeala iazului. Am folosit un tăietor de vinil cu o tăietură sub el pentru a tăia toate piesele, dar aș crede că imprimarea tiparului apoi tăierea cu un cuțit X-Acto ar funcționa.

// Pași //

1. Fiecare dintre aceste tăieturi va trebui făcută pentru ambele părți, ca în ilustrație

2. Tăieturile 1, 2 și 3 vor fi utilizate pentru interiorul tamponului senzorului. Aceste piese au ca funcție principală menținerea senzorilor în locul potrivit și organizarea firelor.

3. piesele 4 și 5 alcătuiesc punga în care vor intra toți senzorii

4. Am decupat, de asemenea, bucăți de stiren care trec peste incinte, teoria din spatele acestui lucru este de a lărgi trecerea senzorilor prin mărirea suprafeței.

Pasul 4: Cablarea tamponului

// Introducere //

Rețeaua care alcătuiește acest proiect este conectată la un mini arduino cu un scut de înregistrare a datelor. Poate fi complicat mai mult sau mai puțin în funcție de cât de exact doriți să fie setul dvs. de date. M-am mulțumit cu 11 pini, luând două măsurători din fața centrală și una din margini. Acest lucru vă permite să identificați unde este aplicată presiunea, deși largă, este suficientă pentru a oferi programului o idee bună despre modul în care ar trebui să fie generată placa de surf.

// Resurse //

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

// Pași //

1. Urmați schema și conectați fiecare dintre senzori, am folosit antete stivuibile https://www.sparkfun.com/products/11417 pentru a lipi fiecare dintre senzori, nu sunt cel mai bun la lipire și acesta este un mod sigur pentru a preveni topirea senzorilor.

2. De asemenea, am folosit o placă de pâine pentru a-mi organiza placa, rezistențele și bateria Nu este absolut necesar, dar a fost frumos să o am într-un pachet frumos

3. Am folosit bandă cu două fețe pentru a adera toate piesele tamponului

nu este absolut necesar să folosiți lipici din PVC, deși puteți

Pasul 5: lipirea tamponului

// Introducere //

Îmi place căptușeala de iaz, sunt niște lucruri foarte interesante, nici măcar nu am auzit niciodată despre asta înainte de a face acest proiect, dar prin unele cercetări am stabilit că este un material excelent pentru construirea tamponului. Căptușeala iazului este un nailon acoperit cu PVC, ceea ce înseamnă că puteți utiliza adeziv pentru țevi din PVC pentru a-l sudura împreună, creând o carcasă complet impermeabilă. De asemenea, este grozav, deoarece îl puteți folosi pentru a sudura țevi din PVC adăugând puncte de acces la Arduino.

// Pași //

1. Pentru a face compozitul așezați toate piesele pe partea inferioară a tamponului

2. Puteți adera toate piesele senzorului utilizând fie bandă dublă, fie lipici din PVC

3. Folosiți fitingurile din PVC pentru a crea punctul de acces la Arduino pe partea superioară a tamponului.

+ Există o linie fină atunci când aplicați adezivul pvc prea mult, îl face să se ridice și să fie fragil, deși prea puțin face ca legătura să fie slabă. Trebuie doar să experimentați câteva piese și să înțelegeți cum funcționează

3. Odată ce toate piesele sunt uscate aderă la partea superioară și inferioară a tamponului, aveți aproape o singură șansă să faceți acest lucru, așadar aveți răbdare, am făcut-o în secțiuni și am făcut două linii de lipici pentru a mă asigura că nu va scurge.

+ Tamponul pe care l-am construit a durat două sesiuni înainte de a începe să se spargă, apa sărată este destul de brutală.

4. Pentru a adera pad-ul la placa de surf folosiți banda VHB

+ Asigurați-vă că ștergeți puntea cu diluant de vopsea și asigurați-vă că este foarte curat înainte de a așeza tamponul

+ Banda VHB este foarte puternică, nu am avut probleme cu căderea tamponului

Pasul 6: Programul Arduino de înregistrare a datelor

// Introducere //

Programul Arduino înregistrează date de pe rețeaua de senzori pe un card SD. Sunt incluse câteva resurse privind formatarea și depanarea cardurilor SD. Ele pot fi cam ciudate. Codul este preluat de pe https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Datalogger și modificat pentru a include toate citirile senzorului.

// Resurse //

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

// Cod //

/* Datalogger card SD Acest exemplu arată cum să înregistrați date de la trei senzori analogici pe un card SD utilizând biblioteca SD. Circuitul: * senzori analogici pe intrările analogice 0, 1 și 2 * card SD atașat la magistrala SPI după cum urmează: ** MOSI - pin 11 ** MISO - pin 12 ** CLK - pin 13 ** CS - pin 4 (pentru MKRZero SD: SDCARD_SS_PIN) creat la 24 noiembrie 2010 modificat la 9 aprilie 2012 de Tom Igoe Acest exemplu de cod este în domeniul public. * / # include #include const int chipSelect = 4; void setup () {// Deschideți comunicațiile seriale și așteptați deschiderea portului: Serial.begin (9600); while (! Serial) {; // așteptați conectarea portului serial. Necesar numai pentru portul USB nativ} Serial.print ("Inițializarea cardului SD …"); // vezi dacă cardul este prezent și poate fi inițializat: if (! SD.begin (chipSelect)) {Serial.println ("Cardul a eșuat sau nu este prezent"); // nu mai face nimic: întoarce-te; } Serial.println ("card inițializat.");} Void loop () {// faceți un șir pentru asamblarea datelor în jurnal: String dataString = ""; // citiți trei senzori și adăugați la șir: for (int analogPin = 0; analogPin = 1; analogPin = 2; analogPin = 3; analogPin = 4; analogPin = 5; analogPin = 6; analogPin = 7; analogPin <3; analogPin ++) {senzor int = analogRead (analogPin); dataString + = String (senzor); if (analogPin <2) {dataString + = ","; }} // deschideți fișierul. rețineți că un singur fișier poate fi deschis la un moment dat, // deci trebuie să îl închideți înainte de a deschide altul. Fișier dataFile = SD.open ("datalog.txt", FILE_WRITE); // dacă fișierul este disponibil, scrieți-l: if (dataFile) {dataFile.println (dataString); dataFile.close (); // tipăriți și pe portul serial: Serial.println (dataString); } // dacă fișierul nu este deschis, apare o eroare: else {Serial.println ("eroare la deschiderea datalog.txt"); }}

Pasul 7: Colectarea datelor

// Introducere //

Acum este timpul să încercați tamponul. Conectați bateria și introduceți cardul SD. Este o idee bună să testați programul pentru a vă asigura că înregistrează corect datele înainte de a ieși. Aveți grijă când strângeți capacul din PVC, astfel încât să nu rupeți tamponul, firele sunt destul de puternice, deși este, de asemenea, o idee bună să îndepărtați filetul, astfel încât să fie foarte etanș la apă.

Este un lucru nebunesc navigând cu acest tampon, oceanul nu este întotdeauna cel mai frumos, iar tamponul este un obiect destul de ciudat. Am adunat date folosind tamponul de două ori și după aceea mi-a fost teamă că tamponul nu va dura altul. Ar trebui să fii destul de încrezător în apă și să-l scoți în zilele destul de blânde, astfel încât să nu fie smuls de valuri mari sau să te afli într-o situație cu o placă de surf mai grea decât cea normală.

Pasul 8: Parțierea datelor

// Introducere //

Când terminați de colectat datele, introduceți cardul SD în computer și ar trebui să aveți un folder care conține un jurnal foarte lung de numere. Deoarece înregistrarea funcționează prin rularea continuă a unui șir de citiri controversate, va trebui să copiați jurnalul în foi Excel sau Google pentru a organiza fiecare set de senzori. Veți dori să luați citirea medie a fiecărui senzor pentru a-l pregăti să fie introdus în definiția lăcustă.

Este destul de ușor de identificat când aplicați presiune, deoarece obțineți citiri drastic diferite decât atunci când stăteați pe tablă. Devine destul de spastic pentru o vreme, apoi revine la consecvență. Vrei vremurile haosului … șterge doar restul.

Pasul 9: Generarea plăcii de surf personalizate

// Introducere //

Pentru acest pas, va trebui să fiți oarecum competenți în rinocer, iar lăcustele nu sunt prea avansate. În definiția lăcustă veți observa că există o grămadă de noduri atașate la diferite puncte, ceea ce trebuie să faceți este să înlocuiți fiecare dintre noduri cu citirile corespunzătoare ale senzorului. După colectarea datelor și analizarea acestora în Excel, ar trebui să fiți sigur că țineți evidența de unde provin fiecare dintre citiri, astfel încât să puteți regla modelul lăcustelor pentru a genera în mod corespunzător forma optimă.

// Pași //

1. Deschideți lăcustă și încărcați def

2. Introduceți lecturile din jurnalul de date, am folosit suporturile din fiecare lectură.

3. Coaceți modelul în lăcustă

+ veți avea un cadru al plăcii de surf cu doar vectori

4. SWEEP2 folosind șine de-a lungul curbelor centrale și exterioare

+ Acest lucru necesită un pic de timp și răbdare, poate fi necesar, de asemenea, să amestecați suprafețele pentru a face totul etanș

Pasul 10: Frezarea plăcii de surf

Ultimul pas este Frezarea plăcii de surf. Am folosit două blocuri din polistirol pe care le-am cumpărat de la home depot https://www.homedepot.com/p/2-in-x-4-ft-x-8-ft-R-8-… și le-am aderat prin pulverizare împreună astfel încât să fie suficient de gros pentru a se potrivi cu grosimea balansierului și a plăcii. Am folosit un Multicam 3000 folosind RhinoCAM. Nu sunt expert în CNC și am avut mult ajutor în acest pas, așa că într-adevăr nu pot oferi alte sfaturi decât să pun pe cineva să facă acest pas pentru dvs.;)

Pasul 11: Gânduri finale

Acest proiect mi-a luat aproximativ un an și l-am terminat acum aproape un an. Am arătat-o atât la spectacolul senior de design industrial CCA, cât și la Maker Faire. Am pus-o aici acum pentru că mi-a luat atât de mult timp să mă uit din nou la asta … M-am săturat atât de mult să mă uit la lucrurile astea. Sper că o veți aprecia, cred că acest tip de cercetare și muncă ar putea fi utilă în alte proiecte, dacă cineva încearcă de fapt să facă acest instructabil vă rog să-mi spuneți ce fel de nebunie și ar fi minunat să văd că alte popoare își asumă aceasta. Cred că există o mulțime de date care pot fi capturate și utilizate în crearea produselor într-un mod nou. Cred că intră într-o nouă eră de personalizare și lucrurile care pot fi personalizate, acest tip de prototipare rapidă ar putea intra în fabricație personală rapidă.

Sunt bucuros să răspund la orice întrebări legate de proces, teorii, oricare dintre programe sau designul plăcilor de surf în general.