ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
PAMETNI BAR-PULL DOWN MACHINE
Mentor: prof. Kristjan Prosen
Avtorja: Tim Škulj, Martin Rihtaršič, 4.As
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Kazalo:
1. Uvod ..................................................................................................................... 1
2. Načrtovanje........................................................................................................... 1
3. Izdelava fitnes naprave ......................................................................................... 2
3.1
Izdelava podloge ............................................................................................ 2
3.2
Izdelava L-nosilca .......................................................................................... 3
3.3
Izdelava držala in nosilca uteži ....................................................................... 5
3.4
Izdelava držalne ploščice ............................................................................... 7
4. Kupljeni deli .......................................................................................................... 8
4.1
Dodatni deli .................................................................................................. 11
5. Orodje in zaščita pri delu .................................................................................... 12
5.1. Zaščitna oprema .......................................................................................... 12
5.2. Orodje .......................................................................................................... 13
6. Izdelava in programiranje sistema za štetje ponovitev ........................................ 15
7. Končni izdelek..................................................................................................... 19
8. Zahvala ............................................................................................................... 20
9. Zaključek............................................................................................................. 20
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Kazalo slik:
Slika 2.1: Groba skica ................................................................................................. 1
Slika 3.1: Podlaga ....................................................................................................... 2
Slika 3.2: Podlaga-detajl .............................................................................................. 2
Slika 3.3: Trikotna podpora .......................................................................................... 3
Slika 3.4: Držala za škripce ......................................................................................... 3
Slika 3.5: L-nosilec v celoti .......................................................................................... 4
Slika 3.6: Držalo uteži.................................................................................................. 5
Slika 3.7: Nosilec uteži ................................................................................................ 6
Slika 3.8: Držalo in nosilec z vzmetmi ......................................................................... 6
Slika 3.9: Držalo in nosilec skupaj ............................................................................... 6
Slika 3.10: Ploščica ..................................................................................................... 7
Slika 4.1: Kupljeni deli ................................................................................................. 8
Slika 4.2: Aluminijasto vodilo ....................................................................................... 9
Slika 4.3: Nosilo dvižne palice ..................................................................................... 9
Slika 4.4: Nosilo dvižne palice ..................................................................................... 9
Slika 4.5: Dvižna palica ............................................................................................. 10
Slika 4.6: ''Pull-down'' palica ...................................................................................... 10
Slika 4.7: Utež ........................................................................................................... 10
Slika 4.8: Vijaki, podložke in matice .......................................................................... 11
Slika 4.9: Pin ............................................................................................................. 11
Slika 4.10: Škripca..................................................................................................... 11
Slika 4.11: Vzmeti ...................................................................................................... 11
Slika 5.1: Zaščitna oprema ........................................................................................ 12
Slika 5.2: Čelada za varjenje ..................................................................................... 13
Slika 5.3: Varilni aparat z opremo .............................................................................. 13
Slika 5.4: Vrtalni stroj ................................................................................................. 13
Slika 5.5: Kotna brusilka ............................................................................................ 13
Slika 5.6: Merilno in označevalno orodje ................................................................... 14
Slika 5.7: Brava in zaščita ......................................................................................... 14
Slika 6.1: Krmilnik arduino ......................................................................................... 15
Slika 6.2: LCD Zaslon - 16x2 ..................................................................................... 15
Slika 6.3: IR senzor ................................................................................................... 16
Slika 6.4: Sestava komponent ................................................................................... 16
Slika 6.5: Osnovni komponenti za delovanje ............................................................. 16
Slika 7.1: Končni izdelek ........................................................................................... 19
Slika 7.2: Merilni sistem ............................................................................................. 19
1. Uvod
Za zaključno nalogo sva si izbrala projekt, imenovan “Pametni bar-pull down machine“.
Za nalogo sva se odločila, saj velikokrat med vadbo in še posebej pri zadnjih težkih
ponovitvah uporabnik pozabi, koliko ponovitev je naredil z izbrano težo. Količina
ponovitev z izbrano težo je zelo pomembna, saj lahko uporabnik s tem sproti spremlja
svoj napredek in zagotovi dobro držo skozi vadbo. Naloga ni bila enostavna in je
povzročala kar nekaj težav, a sva na koncu vse uspešno odpravila in dokončala.
2. Načrtovanje
Projekt sva pričela z iskanjem idej na spletu in risanjem skice na list papirja, kako naj
bi zaključna naloga izgledala. Po nekaj poskusih sva dobila skico, s katero sva bila na
koncu zadovoljna in sva risbo kasneje podrobneje izrisala v programu Creo. V
programu sva izdelala 3D model naprave in določila vse potrebne mere za nakup
potrebnega materiala. Tim je v skladišču fitnesu, kjer dela, našel tudi nekaj delov
podobne naprave, ki ni bila več v uporabi. Nekaj delov sva odkupila po pošteni ceni in
nato svoj že izdelan 3D model priredila pridobljenim kosom.
Slika 2.1: Groba skica
1
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
3. Izdelava fitnes naprave
3.1
Izdelava podloge
Proces se je pričel z risanjem skice na navaden list papirja, nato pa sva risbo izvedla
v programu Creo, kjer sva izdelala tehnično skico. Naslednji korak je bil nakup
kvadratnih profilnih cevi standardnih dimenzij 50 x 50 x 2. S kotno brusilko sva jih
nažagala na mere ter izvrtala potrebne luknje za pritrditve ostalih delov naprave. Zatem
sva cevi zavarila z uporabo elektrod ter zvare pobrusila in očistila. Iz cevi je bilo
potrebno odstraniti korozijo, kjer se je ta pričela pojavljati, saj je bil naslednji korak
barvanje. Podlogo sva dvakrat prebarvala z mat črno barvo za kovino.
Slika 3.1: Podlaga
Slika 3.2: Podlaga-detajl
2
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
3.2
SEMINARSKA NALOGA
Izdelava L-nosilca
L-nosilec, ki nosi škripca, čez katera poteka jeklena žica, je dizajniran enako kot
podloga. Profilne cevi 50 x 50 x 2 sva ponovno nažagala na željene dimenzije in jih
privarila z elektrodami. Na dnu, kjer se nosilec pritrdi na podlogo, sva izdelala nastavek
v obliki črke U in ga nato privarila na spodnji del L-nosilca. V zgornjem kotu nosilca,
kjer se srečata vodoravna in navpična cev, sva za dodatno nosilnost dodala tudi
trikotno podporo, izdelano iz ploščatega kosa železa debeline 1 cm. Iz tanjšega železa
sva izdelala tudi nosilca za škripca, ki sta privarjena na zgornjo vodoravno cev. Na
koncu sva nosilec še dvakrat prebarvala z mat črno barvo.
Slika 3.3: Trikotna podpora
Slika 3.4: Držala za škripce
3
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Slika 3.5: L-nosilec v celoti
4
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
3.3
SEMINARSKA NALOGA
Izdelava držala in nosilca uteži
Držalo uteži je sestavljeno iz železne ploščice, ki stoji na tleh, nanjo so privarjeni ostali
deli držala - ploščica, skozi katero se z vijaki držalo pritrdi na ohišje in vodilo ter
kvadratni cevi dimenzij 44 x 44 x 2, v kateri sta nameščeni vzmeti, ki blažita udarce
uteži. Na te dve cevi pa se natakne nosilec uteži. Držalo je prebarvano z mat črno
barvo za kovine.
Slika 3.6: Držalo uteži
5
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Nosilec uteži je izdelan čisto enostavno. Sestavljen je iz železne ploščice, na katero
sta privarjeni dve kvadratni cevi dimenzij 50 x 50 x 2. V ploščici, na kateri ležijo uteži
je še izvrtina, skozi katero pride konec palice, ki nosi uteži med obratovanjem, robovi
pa so zaokroženi proti neprijetnim udarcem ali urezninami. Tudi nosilec uteži je dvakrat
prebarvan z mat črno barvo za kovine.
Slika 3.7: Nosilec uteži
Oboje se sestavi, kot je prikazano na slikah spodaj:
Slika 3.8: Držalo in nosilec z vzmetmi
Slika 3.9: Držalo in nosilec - skupaj
6
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
3.4
SEMINARSKA NALOGA
Izdelava držalne ploščice
Držalna ploščica je identična ploščici na držalu uteži in se pritrdi na nasprotni strani
podlage in vodil z istimi vijaki kot držalo uteži. Namenjena je opori in stabilizaciji vodil,
po katerih med obratovanjem drsijo uteži. Je 5 mm debela železna ploščica z izvrtinami
za vijake, pobarvana je z mat črno barvo kot preostali deli.
Slika 3.10: Ploščica
7
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
4. Kupljeni deli
Kupljene dele je bilo potrebno očistiti in prebarvati, razen aluminijastih vodil in uteži.
Prebarvala sva jih z namenom, da jih bolje zaščitiva, saj sva na nekaterih mestih
opazila korozijo. Na ''pull-down'' palico sva tudi privarila tudi nov obroček, na katerega
se s karabinom pripne žica.
Slika 4.1: Kupljeni deli
8
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Slika 4.2: Aluminijasto vodilo
Slika 4.3: Nosilo dvižne palice
Slika 4.4: Nosilo dvižne palice
9
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Slika 4.6: ''Pull-down'' palica
Slika 4.5: Dvižna palica
Slika 4.7: Utež
10
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
4.1
SEMINARSKA NALOGA
Dodatni deli
Slika 4.8: Vijaki, podložke in matice
Slika 4.9: Pin
Slika 4.10: Škripca
Slika 4.11: Vzmeti
11
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
5. Orodje in zaščita pri delu
5.1.
Zaščitna oprema
Pri delu sva uporabljala zaščitni kombinezon in delovne rokavice. Uporabljala sva tudi
zaščitna očala in zaščito za sluh, pri postopkih kjer sva bila izpostavljena takim
nevarnostim. Pri varjenju sva bila opremljena z usnjenim predpasnikom in usnjenim
rokavicam.
Slika 5.1: Zaščitna oprema
12
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
5.2.
SEMINARSKA NALOGA
Orodje
Slika 5.2: Čelada za varjenje
Slika 5.3: Varilni aparat z opremo
Slika 5.4: Vrtalni stroj
Slika 5.5: Kotna brusilka
13
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Slika 5.6: Merilno in označevalno orodje
Slika 5.7: Brava in zaščita
14
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
6. Izdelava in programiranje sistema za štetje ponovitev
Naslednji postopek je bil izbira pravega krmilnika ter senzorja, ki bo lahko na določeni
razdalji zaznal premike. Izbrani krmilnik je eden izmed najbolj popularnih krmilnikov na
trgu. Odločila sva se za krmilnik Arduino Uno. Poleg krmilnika sva naročila tudi komplet
žic ter komplet manjših komponent, ki so nama služili v pomoč pri testiranju. Izbira
senzorja je bila malo bolj zahtevna, saj mora biti senzor sposoben zaznati premike do
20 cm. Na koncu sva se odločila za IR senzor ali tako imenovan IR detektor bližine.
Slika 6.1: Krmilnik arduino
Slika 6.2: LCD Zaslon – 16 x 2
15
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Slika 6.3: IR senzor
Slika 6.5:Osnovni komponenti za delovanje
Slika 6.4: Sestava komponent
16
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
Naslednji korak je bil sestava programa, ki bo štel ponovitve. Koda programa je
sestavljena iz osnov. Potrebno je bilo tudi naložiti posebno knjižnico, ki omogoča
upravljanje lcd zaslona.
```cpp
// Program za stetje ponovitev - arduino
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //to je knjiznica, ki omogoca krmilniku upravljanje lcd zaslona
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); //v tem primeru sva uporabila zaslon ki ima 16 vrstic horizontalno in 2 vrstici vertikalno, torej je zaslon 16x2
int IRPin = 2;
//Spremenljivka IRPin je izbrana kot cela številka in dodeljena vrednost 2. To pomeni, da bo v programu za sprejemanje
infrardečih signalov uporabljen pin 2.
int buttonPin = 4;
//Spremenljivka buttonPin je izbrana kot cela številka in dodeljena vrednost 4. To pomeni, da bo v programu za branje stanja
gumba uporabljen pin 4.
int n = 0;
//Spremenljivka n je izbrana kot cela številka in dodeljena vrednost 0.
int oldValue = 1;
//Spremenljivka n je izbrana kot cela številka in dodeljena vrednost 0.
int detectionCount = 0; // Števec za število zaznav
//Koda se uporablja v funkciji setup() v programu za Arduino za uporabo LCD zaslona z uporabo knjižnice. lcd.init() in lcd.backlight() vklopita
zaslon in njegovo ozadje.
// pinMode(IRPin, INPUT) določi pin IRPin kot vhodni pin, medtem ko pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP) določi pin buttonPin kot vhodni pin z
vklopljenim notranjim pull-up uporom.
void setup() {
lcd.clear();
lcd.init();
lcd.backlight();
pinMode(IRPin, INPUT);
pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);
}
void loop() {
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Reps: "); //pisava na zaslonu, ki pokaze stevilo narejenih ponovitev.
//Pregled za vsak drugi premik zaznan s IR sezorjem
if (digitalRead(IRPin) == 0 && oldValue == 1 && detectionCount % 2 == 0) {
oldValue = 0;
Count();
} else if (digitalRead(IRPin) == 1 && oldValue == 0) {
oldValue = 1;
}
17
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
if (digitalRead(buttonPin) == 0) { //ob pritisku gumba se vsi zapisi ponastavijo
Reset();
}
delay(100);
}
void Count() {
n = n + 1; // poveča spremenljivko števca za 1
if(n % 2 == 0) { // preveri, če je n sodo število
detectionCount = detectionCount + 1; // poveča spremenljivko štetja vsakega drugega premika za 1
lcd.setCursor(0, 1); // nastavi kazalec na zaslonu LCD na prvi stolpec druge vrstice
lcd.print(detectionCount); // natisne število premikov na zaslonu LCD
}
}
void Reset() { //preprost zapis za ponastevitev programa
n = 0;
detectionCount = 0;
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(n);
}
```
Program je bil sestavljen z namenom, da šteje ponovitve in jih zapiše na zaslon. IR
senzor, ki je povezan z krmilnikom, zaznava vse možne premike in jih posreduje v
krmilnik. Senzor je postavljen pod markiranim kablom, da stalno spremlja premike.
Program je sestavljen tako, da vsak drugi zaznan premik zapiše na zaslon. Pod
zaslonom je tudi priključen preprost gumb, katerega funkcija je, da ob pritisku
poenostavi ves program.
18
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
7. Končni izdelek
Ko bili vsi deli dokončani, sva jih sestavila v končni izdelek. Najprej sva na mestu
postavila podlago, na katero sva pritrdila držalo uteži in ploščico. Nato sva med njiju
namestila aluminijasta vodila in jih z vijaki M10 pritrdila. V držalo uteži sva vstavila
vzmeti in nosilec uteži. Na aluminijasta vodila sva nataknila vse uteži in nosilec dvižne
palice, na katerega sva že prej pritrdila dvižno palico. Nato sva na L-nosilec pritrdila
škripce in žico ter vse skupaj pritrdila na podlago ter aluminijasto vodilo. Žico sva s
pomočjo karabinov na eni strani pripela na ''pull-down'' palico. Na koncu sva pritrdila
ohišje z zaslonom, arduinom in ir senzor. Senzor zazna spremembo, ko se srebrn trak,
ki je ovit okoli žice, premakne. Ko senzor ponovno zazna trak, prišteje eno ponovitev.
Ob pritisku na gumb se program poenostavi.
Slika 7.1: Končni izdelek
Slika 7.2: Merilni sistem
19
ŠOLSKI CENTER ŠKOFJA LOKA
SEMINARSKA NALOGA
8. Zahvala
Zahvaljujeva se lastniku fitnesa, ki nama je omogočil odkup delov naprave, staršem ki
so nama pomagali pri transportu in nakupu materiala ter občasno nudili pomoč pri
izdelavi.
Zahvaljujeva se mentorju profesorju Kristjanu Prosenu, ki nama je strokovno pomagal
s svetovanem, kako bi nadgradila fitnes napravo in pri nakupu komponent merilnega
sistema.
9. Zaključek
Ko sva se na koncu 3. letnika odločila za izdelavo te naloge, se nama je zdelo vse
skupaj zelo preprosto. Ob sami izvedbi sva potem naletela na veliko zank in problemov,
ki pa nama jih je na koncu uspelo rešiti. Izpopolnila sva svoje znanje uporabljanja
programa Creo, svoje ročne sposobnosti pri sami izdelavi naprave ter programerske
spretnosti pri izdelavi merilnega sistema.
Naprava bo v uporabi med ostalimi rekviziti v Martinovem domačem fitnesu.
20