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Electronica 2018设计和构建物联网区块链演示器。
这一系列文章着眼于为两年一度的Electronica交易会和会议设计和构建一套示范者,展示了如何利用区块链技术创建安全,分散的数据平台以及更多的互联网的东西。这篇文章介绍了机械设计和构建。
这篇文章介绍了机械设计和构建。
要求
每个单元都需要清楚地显示其功能,并在可能的情况下显示正在使用的关键组件。除了功能性之外,它们还需要具有吸引力,尺寸合适且足够坚固以便运输到展览中。
这些单元需要具有统一的外观,因此应具有类似的结构,配色方案和一致的标签。
设计
在之前的项目中使用了2020铝挤压,它成为这些示范装置的理想选择。它通常用于构建3D打印机的框架,以及展示柜和展台。它配有各种配件,如内部和外部直角支架,可以构造坚固的箱形框架。可能最着名的版本是博世力士乐(466-7219)制作的。它配有6毫米和5毫米的插槽,可容纳尺寸合适的配件,因此您必须确保正确匹配挤压件和配件。
决定采用框架材料丙烯酸板材是完成施工的明显选择。它可以使用激光切割机精确切割,如果需要可以弯曲,并提供多种颜色和清晰的选项,因此非常适合显示。
如前所述,将使用的工作部件和关键部件 - 例如树莓派和Pi Hats - 将被展出,因此需要整齐排列和连接。一些控件需要公众可访问,有些需要隐藏,因为它们仅供管理展览的人使用。
具有树莓派的单元还需要谨慎访问其SD卡。
原型
使用Inkscape进行面板的设计,并在MDF和/或纸板中构建原型。
纸板快速切割,如果需要可以弯曲。例如,在需要更硬的部件的情况下,为了测试较重部件的安装,MDF是理想的选择。两者都可以激光切割。
用合适的刀片在带锯上切割用于构造框架的铝挤压件。然后使用精细文件小心地移除长度的切割端上的任何切屑。
物联网区块链单元
共有五个单元。 其中两个需要一个5伏电源,两个需要12伏,一个24伏。 为避免电源中任何可能的混淆,输入使用Binder 720系列连接器进行颜色编码,这些连接器具有多种颜色并提供良好的卡入式连接。 电源输入保险丝和复位按钮放置在设备背面的视线之外,每个部件采用一致的布局,使管理展品的人员的生活更轻松。
LeakKiller challenge
一个小型洗手水槽来自餐饮供应商,这是一个铝框架支持。
铜管和废物收集器仅用于外观 - 不涉及真正的水。 水流将由一串可寻址的LED表示。
树莓派安装在底座上,电源输入和后面板上的Blockchain Reset和Reboot等控制装置都在视线之外。
添加了一个前面板以提供演示器的交互元素,其中包含一个用于按下以触发泄漏的大红色按钮,以及用于指示进出区块链的数据流的LED。
车祸
该单位可能构成了最大的挑战。 考虑了许多不同的方式来说明碰撞。 最初计划了某种钟摆,但有人认为这样做很难做到足够坚固耐用,并且构造起来可能很复杂。 然后考虑了某种类型的弹射器,但是再次感觉到它有可能容易破裂。
决定让重力完成工作,并且建造了一个斜坡,模型车可以向下运行以与放置在斜坡底部的静止车辆碰撞。
各种原型都是用纸板制造的,以获得最佳的斜坡角度,并设计出一种保持车辆在轨道上的方法。
然后将MDF和丙烯酸版本放在铝框架上。
最初用于将模型车固定在底座上用于展示的螺钉被更长的螺钉所取代,这些螺钉穿过跑道的一个槽以保持车辆就位。
此外,后面板上的电源输入和控制(例如区块链重置和重启)再次出现在视线之外。
在最终版本中,哑光黑色丙烯酸被用于跑道,以呈现柏油碎石路面的外观。
机器故障
我们采购的微型输送带也用于展示“机器故障”用例,该输送带也是从2020年铝挤压制造的。 这是一个略有不同的5毫米开槽版本,因此决定用它来构造表壳。
由于传送带在展示设备时不断移动,导致决定完全封闭此演示器,从而引发健康和安全问题。
在测试时,有人认为在某些情况下输送机的连续噪音会变得很刺激,因此在后面板上增加了一个运行/停止开关。 这需要重新切割面板以添加适当的孔和一些重新布线。
由于该演示器模拟了工厂工艺,因此通过使用一些较大的铝制支架和暴露的DIN导轨块和端子实现了工业外观。
温度警报
这个演示器使用一个小型12伏冰箱。它安装在5mm丙烯酸板上,然后安装在挤压铝框架上。
将橡胶支脚从冰箱的底部取下,并用固定它们的自攻螺钉留下的所得孔用于将其拧到底座上。
经过一些实验,决定将Raspberry Pi安装在弯曲的丙烯酸结构上,使其具有良好的视角。
据观察,冷凝器可能在冰箱底部积聚,因此温度传感器电缆上的原始织物绝缘层被移除并用热缩套管代替,以避免沿着它吸收水分并与电气元件接触。在冰箱的门框中设置凹槽以容纳传感器线。
区块链矿工
这是唯一没有使用铝框架的单元。英特尔NUC迷你PC主板安装在激光切割的丙烯酸基底上。透明的丙烯酸顶部由四个60毫米支架支撑,并配有带防尘过滤器的风扇,指示灯LED和重启按钮。两个小型直立丙烯酸树脂背面的电源输入和前面的区块链复位按钮。
USB以太网适配器提供额外的以太网连接,该适配器夹在顶部和一小块丙烯酸之间,由15mm支架固定。开放式后盖可直接连接USB,内置以太网和HDMI。
完成接触
在所有单元上,除了Miner之外,一些接线在底座下面并通过穿过丙烯酸树脂孔的电缆扎带固定到位。为了避免任何导线被意外堵塞的风险,在挤压件的下侧添加了额外的基座。这不仅保证了布线的安全,而且使演示者的外观更加整洁。
本系列的其他帖子
在总共五个部分的课程中涵盖了示范者的设计和建造:
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第2部分:机械构建