Редактирование: Машина Голдберга, включающая два светодиода

'''Машина Голдберга''', '''машина Руба Голдберга''', '''машина Робинсона-Голдберга''', '''Машина Робинсона''' или '''заумная машина''' — это устройство, которое выполняет очень простое действие чрезвычайно сложным образом — как правило, посредством длинной последовательности взаимодействий по «принципу домино».
==Описание==
=== Актуальность ===
Актуальность данного проекта заключается в том, что при создании машины Голдберга можно найти практическое применение курсу теоретической механики и научиться использовать оборудование для цифрового производства DFKit, а именно ЧПУ лазерный станок, программировать контроллеры Arduino, а так же научиться нестандартно использовать подручные материалы.
=== Цель проекта ===
Создать машину Голдберга, которая посредством выполнения цепочки действий, станет механизмом запуска двух светодиодов.
=== Задачи проекта ===
# Определить последовательность действий, которые будут выполняться машиной Голдберга
# Создать схему машины Голдберга
# Подобрать необходимые для создания проекта материалы, предметы и инструменты из предложенных на конкурсе
# Произвести необходимые расчеты
# Сделать отдельные части проекта
# Собрать машину Голдберга
# Произвести пробные запуски и устранить недочеты
# Произвести показательный запуск машины Голдберга
# Снять результат на видео
# Создать вики-страницу проекта
=== Проектная команда ===
'''Группа 3532704/80001'''
* Верзунов Константин
* Федотовских Евгений
* Белый Александр
* Березовский Кирилл
* Кисляков Георгий

==Работа по проекту==
=== Действия, выполняемые машиной Голдберга ===

[[File:СХЕМА.bmp|thumb|right]]
# Включается контроллер Arduino
# Горящая свечка сжигает нить, держащую маятник
# Запускается маятник
# Маятник сбивает домино
# Цепная реакция домино доходит до двух небольших самодельных машинок
# Машинки катятся по деревянной горке
# Машинки ударяются о выключатель
# Включаются два светодиода
=== Материалы и предметы для создания проекта ===
* Резиновый мячик
* Тележка
* Свечка
* Батарейки
* Светодиоды
* Фанера
* Палки
* Доски
* Клей
* Веревка
* Гвозди
* Саморезы
* Гайки

===Инструменты для создания проекта===
* ЧПУ лазерный станок DFKit
* 3D принтер DFKit
* Электроинструмент
* Ручной инструмент
* Контроллер Arduino

===Этапы создания проекта===

{| class="wikitable"
|-
! Срок !! Задача !! Возникающие проблемы !! Что сделано к сроку
|-
| 26.09.19 || Определить последовательность действий машины Голдберга || Каждый предлагает свои идеи. Возникли разногласия по некоторым пунктам. || Определена основная последовательность.
|-
| 03.10.19 || Окончательно определить последовательность действий машины Голдберга || С трудом пришли к консенсусу. || Определена последовательность, сделан набросок действий.
|-
| 10.10.19 || Найти материалы для проекта || Материалы было решено искать в ФАБЛАБе || Необходимые материалы были найдены.
|-
| 17.10.19 || Найти предметы и инструменты для проекта || В ФабЛабе есть все необходимые инструменты: ЧПУ лазерный станок DFKit, 3D принтер DFKit и т.д. || Было найдено все необходимое.
|-
| 24.10.19 || Разбор этапов для расчетов || Сложности в определении предмета расчета || Начали решать проблему с расчетами.
|-
| 31.10.19 || Начало расчетов || Возникли проблемы с решением задач || Определились до конца с расчетами. Разделили задания по группам.
|-
| 07.11.19 || Продолжение расчетов || Трудности с определением, какие законы необходимо применять || Выполнили часть расчетов.
|-
| 14.11.19 || Анализ этапов || Время горения нити было тяжело определить || Решили определить опытным путем
|-
| 21.11.19 || Закончить расчеты || Сложности в подведении итогов расчетов || Решили все задачи, выполнили все расчеты.
|-
| 28.11.19 || Создать схему || Понять, как лучше распределить этапы || Распределили этапы по группам. Каждая группа сделала чертеж своего этапа. Объединили все части в единое целое.
|-
| 05.12.19 || Построить всю машину и собрать ее || Подходящие инструменты не могли найти || Разделили работу по группам. Изучили, как работать с лазерным станком и 3D принтером, сделали с их помощью необходимые части проекта. Было сделано всё, что планировалось.
|-
| 12.12.19 || Собрать всё вместе. Сделать пробные запуски. || Первая попытка запуска оказалась не совсем удачной, так как не могли удачно поставить домино || Попытались несколько раз запустить машину. Устранили недочёты, выявленные на пробных запусках.
|-
| 19.12.19 || Монтирование видео. Презентация машины Голдберга || Долго монтировали видео  || Видео готово к назначенному сроку
|-
| 24.12.19 || Создать вики-страницу проекта || Отсутствие знаний о создании вики-страниц || Результатом является данная страница
|}

== Расчеты элементов проекта==
* Расчет угла, на который необходимо отклонить маятник, чтобы он сбил домино
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Схема1.bmp|thumb|right|Схема для расчет угла]]
'''Дано:'''

''l = 0,26 м

h = 0.3 м

a = 45°

m = 0,014 кг''

'''Доказать''', что угла в 45 градусов хватит, чтобы толкнуть домино

'''Решение:'''

''h1 = cos45 * l = 0,184 м

h2 = h - h1 = 0,116 м

E0 = mgh2 = 0,016 Дж = Ек = mU^2 /2

U = (2Ek/m)^(1/2) = 1,51 м/с

P = m*U = 0,0214 кг*м/с''

В интернете узнали, что чтобы уронить стандартную домино весом 5 грамм нужен импульс около 0,01 кг*м/с


0,01 < 0,0214

'''Ответ:'''
''Угла в 45 градусов хватит, чтобы уронить доминошку''
 
</div>
</div>

* Расчет минимального импульса, который необходимо придать машинке на красной дорожке для начала ее движения
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Схема2.png|thumb|right]]
[[File:Расч3.png]]
</div>
</div>

* Расчет минимального импульса, который необходимо придать машинке на зеленой дорожке для начала ее движения
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Схема импульса.png|thumb|right]]
[[File:Расч4.png]]
</div>
</div>

* Расчёт скорости движения машинки с горки
<div class="mw-collapsible mw-collapsed">
<div class="mw-collapsible-content"> 
[[File:Схема движения машинки.jpg|thumb|right]]
[[File:Расч2.jpg]]
</div>
</div>

==Результаты проекта==
Машина Голдберга выполняет необходимую задачу: включает два светодиода. В процессе расчетов и пробных запусков пришлось убрать или модифицировать некоторые этапы. Вычисления немного подвели: пришлось изменять угол и длину некоторых конструкций. 

Видео запуска машины Голдберга.

{{#widget:YouTube|id=4_KoX3jz9Xk}}

==Литература и ссылки==
# [https://dzhmao.ru/info/instruktsiya-po-okazaniyu-pervoy-dovrachebnoy-pomoshchi-.php Инструкция по оказанию первой доврачебной помощи]
# [https://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions/166/146184/ Инструкция по охране труда при работе с ручным инструментом]
# [https://ru.wikihow.com/%D1%81%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D1%83-%D0%A0%D1%83%D0%B1%D0%B0-%D0%93%D0%BE%D0%BB%D0%B4%D0%B1%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B0-%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%BC%D1%83 Как создать машину Руба Голдберга самому]
# [http://isopromat.ru/teormeh/kratkaja-teoria Краткая теория по теоретической механике]
# [https://ru.wikipedia.org/wiki/Машина_Голдберга Машина Голдберга]
# [http://dfkit.ru Методическое пособие по использованию 3D принтера DFKit]
# [http://dfkit.ru Методическое пособие по использованию ЧПУ лазерного станка DFKit]
# Примеры различных машин Голдберга:
     [https://www.youtube.com/watch?v=6FzUx2EFk8s 75 Rube Goldberg Ideas & Inventions | DoodleChaos]
     [https://www.youtube.com/watch?v=UFSn8IwgQfw The Dresser - Rube Goldberg Machine for Getting Dressed | Joseph's Machines]
     [https://www.youtube.com/watch?v=Di352crQeMA Marble run | Vivify cg]
     [https://www.youtube.com/watch?v=0tRaSUwh5gM Мастерская Голдберга | СПб и Мск | Лекториум]