Begin periode 2

schets van kist

voor dit project heb ik 2 periodes de tijd en ik ben begonnen met de schetsen voor mijn kistje. deze schetsen heb ik helemaal zelf mogen ontwerpen en na goedkeuring van de docent op de werkplaats, mocht ik dit kistje ook helemaal zelf gaan maken. Ik kreeg van de docent een grote stalenplaat voor het bakje en een kleiner plaatje voor de deksel. De rest mocht ik allemaal zelf maken en ontwerpen. De maat voor de deksel vond ik eigenlijk iets te klein hierdoor kreeg de ik de gelegenheid om zelf een deksel te mogen knippen. De zijkanten van de deksel vielen nu meer over de randen heen en hierdoor sloot hij beter af.

Ik heb hierdoor de schetsen en afmetingen in Autodesk Inventor gemaakt. 

Het bouwen van het kistje

Ik vond het heel erg leuk om het kistje te maken en ben in mijn vrije tijd nog naar de werkplaats geweest om verder te gaan aan mijn kistje. Ik vond het wel een pittige opdracht maar heb er van genoten en ben erg blij met het eindresultaat die u hieronder zal zien.

schakeling van brug 

Voor mijn project de brug heb ik ervoor gekozen om hem zo realistisch mogelijk te maken. Ik heb er dus voor gekozen om de stoplichten voor de boot te gebruiken die ook echt op een brug geplaatst zijn. Wij hebben een zeilboot en die ligt in Dordrecht. In de lente en zomer zijn wij hier vaak op te vinden. Wij varen van vanaf Dordrecht naar de Volkeraksluizen op het Hollandsch Diep. Op deze reis komen we meerdere bruggen tegen namelijk, de Prins Hendrikbrug (Dordrecht, over het Wantij) en de Zwijndrechtsebrug (Dordrecht, over de Oude Maas). Ik vind het altijd erg leuk als de brug opengaat en het hele proces hiervan te zien, daarom wilde ik de techniek erachter precies hetzelfde maken. Ik zal hieronder een uitleg geven over de volgorde van de stoplichten, aangezien het wat ingewikkelder is dan een gewoon stoplicht op de weg.

1. dubbel rood licht brandt

De brug is onbemand en kan kan dus niet bediend worden. Doorvaart van boten is niet mogelijk.

2. een enkel rood licht

De brug wordt nu bediend. Via een marifoon roep je de brugwachter op om aan te geven dat je wilt doorvaren. De brugwachter antwoord dan direct terug en zorgt ervoor dat de brug open kan gaan.  

3. enkel rood en groen licht

Dit betekent dat de boot zich klaar moet maken om door te varen en de brugwachter ervoor zorgt dat de brug omhoog kan gaan. Er gaat een alarm af en de stoplichten gaan op rood voor het autoverkeer over de brug heen.

4. groen licht

Als de brug helemaal open is, 90 graden dus, dan kunnen de boten doorvaren en het autoverkeer dat over de brug heen gaat staat dan stil.

Als de boot door de brug heen is gevaren en de brug is weer dicht, dan begint alles weer opnieuw.

Hieronder ziet u een voorbeeld van de volgorde van de ledjes en het elektrisch schema. Ik heb voor alle schakelingen in mijn kistje `1 ground gemaakt. Alle ground aansluitingen gaan naar hetzelfde punt toe met een weerstand van 220 Ohm. Er gaat dus maar 1 kabel naar de ground van de Arduino.

de infrarood en ultrasoon sensor

De infrarood sensor is uiteraard een sensor die door middel van licht bedient kan worden. De lichtintensiteit heb ik heel laag gezet en hierdoor moet ik met mijn hand heel dichtbij komen wil ik hem starten. Het grote voordeel hiervan is wel dat de sensor niet uit zichzelf in een keer aan al gaan.

voor mijn project hadden we als doestelling om in onze brug een infrarood en een ultrasoon sensor te plaatsen. In het begin had ik de ultrasoonsensor aangesloten maar nadat ik ook de infrarood sensor had aangesloten  merkte ik toch wat verbindingsproblemen met de ultrasoonsensor. Hij was heel gevoelig voor omgevingsgeluid en werkte niet optimaal. Ik heb ervoor gekozen om de ultrasoonsensor wel in het kistje te plaatsen maar hier echter geen gebruik van te gaan maken. Ik heb de infraroodsensor wel aangesloten en die werkt echt fantastisch. Alle onderdelen in mijn brug staat nu geschakeld via mijn infrarood sensor. 

Zoals u hierboven kunt zien heb ik aan de achterzijde ook 3 ledjes geplaatst want in het echt komen boten ook van beide richtingen de brug door. aan de rechterzijde ziet  2 zwarte onderdelen, de bovenste is de buzzer (speakertje), de blokje geeft een alarmgeluidje zodat de mensen op het weg en de mensen in de boot weten dat de brug omhoog gaat.

Daaronder ziet u een heel klein blauw en zwart ledje. Dit is de infrarood sensor en die zorgt ervoor dat het hele proces start, mits je hand n de buurt van de sensor is.

hieronder ziet u de aansluitingen in een elektrisch schema en zoals u kunt zien heb ik de 5 volt aangesloten op 1 punt op het breadbord. Dit heb ik gedaan zodat er maar 1 kabel naar de 5 volt toegaat.

De servo's en slagbomen

Een brug heeft natuurlijk ook altijd twee slagbomen om aan te geven dat mensen niet door mogen rijden. Deze heb ik zelf ook gemaakt. Ik heb twee servo's gebruikt om de slagbomen open en dicht te laten gaan. de slagbomen zijn erg goed gelukt en hij bestaat uit zeven ledjes per slagboom. hieronder ziet u een elektrisch schema met de servo's en de ledjes voor de slagbomen. 

Ik heb voor de ledjes van de slagbomen 2 verschillende kleuren gekozen, namelijk blauw en wit. ik vond dit de mooiste kleuren. de slagbomen zullen om en mom knipperen en tegelijkertijd branden zoals hieronder te zien is.

De stappenmotor

Ik heb ervoor gekozen om gebruik te maken van een stappenmotor. een stappenmotor is een klein motortje die je per stap kan instellen. de stappenmotor beweegt heel soepel en zonder haperingen. Ik vond het erg mooi om zo'n motor in mijn kistje te gebruiken. de stappenmotor zorgt er voor dat het wegdek opengaat en weer sluit. 

De aansluitingen van de stappenmotor zijn heel gemakkelijk. je hebt 4 poorten nodig voor de signaal, 1 3,3 volt voeding en een ground. Met behulp van meneer Haksteen ben ik meer te weten gekomen over de stappenmotor en hij heeft mij aangeraden om hem op de 3,3 volt te zetten zodat hij optimaal kan draaien. 

Een stappenmotor heeft 2038 stappen per omwenteling. ik heb de 2038 stappen door 4 gedeeld en kwam toen ui op 509,5. ik he ervoor gekozen om het getal 500 te gebruiken, dit is wat gemakkelijker om te gebruiken en de stand te bedienen. het staafje dat op de stappenmotor is gemonteerd, wijst een klein stukje naar beneden. Dit zorgt ervoor dat de brug net niet tot 90 graden komt staan. Anders zou de brug niet meer dicht kunnen. Ik ben heel erg blij met de stappenmotor want dit beweegt toch wel echt een heel stuk mooier in tegenstelling tot de servo.

De ground van de stappenmotor heb ik aangesloten  op de rest van de onderdelen die op de ground aangesloten zijn.

begin periode 3

monteren van de Arduino

Als eerste heb ik de Arduino UNO in mijn kistje geplaatst. De aansluitingen van de Arduino zaten net boven mijn buiglijn hierdoor heb ik 2 antislip matjes gepakt om het goed in het kistje te plaatsen en zodat de aansluitingen van de Arduino perfect passen. 

Aan de onderkant van de Arduino zitten meerdere onderdelen vast gesoldeerd. Het is dus van het grootste belang dat dit geen contact kan maken met mijn kistje aangezien deze van staal is gemaakt en dus stroom kan geleiden en dit zorgt ervoor dat er kortsluiting kan ontstaan. De twee antislip matjes voorkomen dit probleem.

Aan de achterzijde van de Arduino heb ik houten balkje geplaatst en daarop drie kleinere balkjes geplaatst. Dit heb ik gedaan zodat de Arduino UNO niet naar achteren schuift als ik hem aansluit op mijn laptop.

monteren van de ledjes

Ik heb hierna de ledjes voor het stoplicht van de boot  aan de slag gegaan. ik heb eerst een kabeltje aan de + en de - van de ledjes vast gemaakt. Ik ben hier al eerder de fout mee in gegaan en ik ben erachter gekomen dat het makkelijker is om eerst de kabels vast te solderen. Om een verdere kortsluiting te voorkomen heb ik op iedere aansluiting een krimpkousje vast gemaakt. Ik heb zelf ook nieuwe ledjes gekocht namelijk doorzichtige ledjes die rood en groen opkleuren. Je ziet dus niet gelijk welke kleur het is en dat maakt het wel erg leuk. ze branden overigens ook nog is erg fel.

Hieronder ziet u het resultaat.

Nadat de ledjes vast gelijmd zijn, heb ik er voor gekozen om een printplaatje te gebruiken en hier alles op vast te solderen. Op een printplaatje kan je gemakkelijk kabeltjes vast solderen en met elkaar doorlussen. Dit leek mij de beste oplossing voor in mijn brug.

monteren van de infraroodsensor en de buzzer

Vervolgens heb ik de infraroodsensor en de buzzer gemonteerd. Voor de infraroodsensor geldt hetzelfde als voor de Arduino, er zitten onderdelen op de achterkant vast gesoldeerd en dit kan zorgen voor een kortsluiting. Ik heb dus ook voor de infraroodsensor een krimpkousje gepakt en die eromheen vast gemaakt. Het krimpkousje past echt perfect om de infraroodsensor heen en ben hier zeer blij mee. 

De infrarood sensor heeft 4 aansluitingen maar onze docent meneer Bosman heeft ons aangeraden om 3 aansluitingen te gebruiken. op de afbeelding hieronder zijn 3 kabels aangesloten. De bovenste is de 5 volt die op de rest van de 5 volt is aangesloten, daaronder zit de ground die op de rest van de ground is aangesloten en daaronder zit de signaal en die gaat rechtstreeks de Arduino in.

Het gat voor de buzzer was net iets te groot en hierdoor heb ik dus ook een krimpkousje eromheen gedaan. Nu past de speaker perfect en het zorgt er ok voor dat de kabels minder snel kunnen knikken. Dit is overigens veel bij de ledjes voor het stoplicht van de boot gebeurd, en heb deze ledjes vaak moeten vervangen. hieronder vind u het resultaat van de montage.

de buzzer maar 2 aansluitingen namelijk de signaal en dit is ook gelijk de voeding, en natuurlijk de ground die op de rest van de onderdelen met de ground is aangesloten.

Ik heb de ultrasoonsensor ook gemonteerd in het kistje alleen is deze niet aangesloten omdat hij niet goed werkte.

Op de rechter foto onderaan het scherm is de sensor te zien.

monteren van de stappenmotor

De stappenmotor was denk ik wel het moeilijkste onderdeel om te monteren. De motor had een redelijk gewicht en was te zwaar om alleen maar vast te lijmen. Ik heb van de houtjes die ik uitgelaserd heb een kleine constructie gebouwd om zo de motor te kunnen monteren en om ervoor te zorgen dat hij niet kan draaien of vallen. Ik vind het er zelf erg mooi uitzien en hij zit zeer stevig op zijn plaats. De kabeltjes heb ik mooi weg kunnen werken en het staafje voor op de stappenmotor heeft vrij spel om omhoog en omlaag te gaan.

Aan de linkerkant heb ik een lang houtje geplaatst die aan de onderkant van he kistje vast zit. Aan de bovenkant heb ik een gleufje gemaakt waar de zijplaatjes van de stappenmotor invalt, zodat hij niet verder beneden kan zakken maar ook niet kan draaien.

Aan de rechterkant zit een korter houtje die vast gelijmd zit op de bovenkant van de constructie van de Arduino. Ook zit er net als aan de linkerkant ook een gleufje in zodat hij niet verder kan zakken maar ook niet kan draaien. 

Ik heb aan de onderkant nog een houtje geplaatst voor extra stevigheid en de een druppeltje lijm op de achterzijde van de motor geplaatst.

De houtjes hebben een krimpkousje eromheen gekregen zodat ze beter vast gelijmd zaten ener wat mooier uitzien.

Hieronder ziet u het resultaat.

monteren servo's en aansluiten deel 1

De volgende stap was het aansluiten van de Servo's. Dit was best wel een hele opgave aangezien er al best wel wat kabeltjes op vast zaten en het printplaatje zeer moeilijk te draaien was. het is gelukkig gelukt en de 5 volt + de ground zijn goed aangesloten en werken ook.

Alle onderdelen die definitief in het kistje zitten zijn gemonteerd. Ik kan nu dus beginnen met het solderen en aansluiten van alle kabels op de Arduino. Ik vond dit heel erg leuk om te doen maar wel erg lastig, want hoe meer kabels erop vast komen te zitten, hoe slechter je het printplaatje even kan omdraaien. Dit maakte het solderen wel erg lastig maar aan de andere kant ook weer een goede uitdaging. Er zijn vele kabeltjes gesneuveld of losgeschoten en dit wekte soms wel wat irritatie op haha, maar gelukkig zit alles voorlopig goed vast.

hieronder het resultaat.

Bouwen van de slagbomen

Nadat alles in het kistje gebouwd was kon ik beginnen met het bouwen van de slagbomen. Ik had op school al alle onderdelen op orde door middel van een laserprinter. Dit apparaat heeft een zeer sterke laser waarmee je door hout of triplex kan branden of graveren. Ik heb de slagbomen van hout gemaakt en heb ze helemaal dichtgebouwd zodat je geen kabels in de slagboom ziet lopen. De slagbomen zijn een paar x mis gegaan met solderen aangezien de ruimte waarin je moet solderen erg klein is maar nar 3x proberen is het goed gegaan en zijn ze echt prachtig geworden.

Ik heb als eerste alle plussen van de blauwe ledjes door gesoldeerd en een kabel aan vast gesoldeerd. 

Daarna heb ik alle min van zoel de witte als de blauwe ledjes door gesoldeerd, zodat ik maar 1 kabel heb waar alle min op zit van de slagboom.

Ik heb ervoor gekozen om eerst de blauw ledjes te solderen en daarna gelijk alle min te solderen. De reden hiervan is zodat ik kan kijken of er geen kortsluiting zit in de blauwe ledjes. Dit is de andere 2x wel verkeerd gegaan. Stel dat er wat fout was, dan kon ik dit makkelijker oplossen maar dit was gelukkig niet nodig. De blauwe ledjes branden super fel en mooi. 

Daarna heb ik alle plussen van de witte ledjes door gesoldeerd en een kabeltje aan vast gesoldeerd. Gelukkig deden de witte ledjes het ook gelijk en konden ze ook samen branden. Ik was zeer blij toen dit gelukt was. 

Ik heb op het uiteinde van de ledjes een dopje van de servo vast gelijmd. Nu kan ik de servo erop drukken als hij op zijn 0 punt staat, en kan ik de slagbomen er eer vanaf halen als ik klaar ben met demonstreren en heb weer wil dichtdoen.

Hieronder ziet u het resultaat van de slagbomen en als u de werking van de ledjes wilt zien dan moet u even naar boven scrollen onder het kopje "servo's en slagbomen".

alle aangesloten kabels

Hieronder ziet u een foto van alle kabels die ik heb aangesloten voor mijn project.

het wegdek

Natuurlijk 1 van de belangrijkste onderdelen is het wegdek. Ik heb wegdek ook uitgelaserd en deze is ook zeer goed gelukt. Ik heb eerst een schets gemaakt in Autodesk Inventor en vervolgens een kopie gemaakt en opgeslagen als DXF bestand. Ik ben met een paar maatjes wezen laser snijden en dat was erg gezellig. We konden met elkaar alles in de gaten houden en ervoor zorgen dat alle afzuigingen goed aangesloten zijn, want het kan heel erg mis gaan, wanneer dit verkeerd wordt gedaan.

Nadat alles uitgelaserd is kon ik met mijn moeder samen beginnen met het verven van het wegdek. Ik vond zelf een wegdek verven mooier dan hem als hout te laten of heb zwart te spuiten met graffiti. We hadden nog verf staan van de voordeur en die heb ik gebruikt. Ik vond hem er zelf zeer mooi uitzien.

Ik heb samen met mijn vader een gleufje aan de onderkant geschuurd zodat de scharnier aan de onderkant komt te zitten. Dit vond ik toch wel heel belangrijk omdat het qua afwerking een stuk mooier is. Het is gelukkig gelukt en dit ziet er ook geweldig uit.

Hieronder het resultaat

monteren van de Servo's, stoplichten en slagbomen

Ik heb alles in het kistje vast gemaakt en vast gesoldeerd, dus nu kan ik beginnen met het vastlijmen van de Servo's en de stoplichten.

Voor de servo's heb ik ervoor gekozen om er 2 houtjes onder te plaatsen zodat ze net wat hoger staan dan de slagbomen. Nu kunnen de slagbomen een betere draai maken en botsen ze niet tegen het wegdek aan.

Voor de stoplichten ben ik op internet heel erg leuk geslaagd. Ik heb 2 kleine breadbordjes gekocht die perfect in de andere hoeken van het kistje passen. Hier sluit ik de voeding van de groene, gele en rode led op aan en uiteraard de ground. Op de stoplicht zelf is de ground al doorverbonden dus ik had maar 1 stekker nodig. Op het printplaatje heb ik deze ground aangesloten op de rest van de ground en dit geldt voor de andere zijde van de brug uiteraard ook.

De voeding van de stoplichten heb ik ook doorverbonden zodat er maar 3 kabeltjes de Arduino in gaan.

hieronder ziet u een foto van de stoplichten en de kleine breadbordjes. 

de code van de brug

!!HET EINDRESULTAAT!!