BotTender: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

BotTender, baarimikko -avustaja, joka kaataa täydellisen laukauksen!

BotTender on itsenäinen robotti, joka on suunniteltu palkkien automatisoimiseksi. Se asetetaan palkin päälle ja tunnistaa sen edessä olevat lasit. Kun lasit on havaittu, se lähestyy lasia ja pyytää asiakkaita asettamaan lasit robotin päälle. Sitten täydellinen laukaus odottaa ottamista! Kun kaataminen on valmis, BotTender jatkaa navigointia palkkia pitkin, kunnes havaitsee seuraavan asiakkaan lasilla.

Hanke toteutettiin osana ITECH -maisteriohjelman laskennallisen suunnittelun ja digitaalisen valmistuksen seminaaria.

Vaihe 1: Osaluettelo

SÄHKÖKOMPONENTIT

1. Navigointi:

• (2) Vaihdemoottorit
• Ultraääni -etäisyysanturi

2. Painon mittaaminen:

• (5KG) Suoratangotyyppinen mikrokuormakenno (löytyy keittiövaa'asta)
• HX711 Load Cell -vahvistin

3. Näytetään:

• LCD -näyttö (4x20)
• LCD2004 I2C -liitäntä

4. kaataminen:

• Mini upotettava vesipumppu (DC-moottori 3-6V)
• 2n2222 Transistori (EBC)
• 1K vastus
• 1N4007 Diodin tasasuuntaaja

5. Muu:

• Arduino UNO R3 -ohjainkortti

• Mini leipälauta
• Akku
• Hyppyjohdot (M/M, F/F, F/M)
• Juotin

DESIGN

6. Heti hyllyltä:

• (2) Pyörät + yleispyörä
• Lasipurkki (halkaisija 8 cm)
• Shot -lasi (halkaisija 3,5 cm)
• 9 mm vesiputki
• (30) M3x16 pultit
• (15) M3x16 mutterit
• (4) M3x50 pultit
• (5) M3x5 -pultit
• (2) M5x16 pultit

7. Mukautetut osat:

• Laserleikkaus pleksilasilla 3,0 mm (25 cm x 50 cm): robotin alustan ylä- ja alalavat, Arduino- ja leipälautanen, LDC -pidike, ultraäänianturipidike, vaa'an ylä- ja alalaatat, purkkikorkki.
• 3D -tulostetut osat: Virtapankin pidike

JA…

PALJON ALKOHOLIA !

Vaihe 2: Logiikka ja asennus

1. Navigointi:

BotTenderin navigointia ohjaavat robotin eteen sijoitetusta ultraäänianturista kerätyt tiedot. Heti kun robotti on kytketty virtalähteeseen, robotti alkaa lukea lasin etäisyyttä ja alkaa lähestyä sitä kohti. Kun se saavuttaa tietyn etäisyyden, se pysähtyy ja odottaa asiakkaan asettavan lasin punnituskennolevylle.

Tasavirtamoottorien ja Arduinon välinen tiedonsiirto saavutetaan käyttämällä L293D -moottorin ohjainpiiriä. Tämä moduuli auttaa meitä hallitsemaan kahden tasavirtamoottorin nopeutta ja pyörimissuuntaa. Vaikka nopeutta voidaan säätää PWM (Pulse Width Modulation) -tekniikalla, suuntaa ohjataan käyttämällä H-siltaa.

Jos pulssien taajuus kasvaa, myös moottoreihin kohdistuva jännite kasvaa, jolloin moottorit pyörivät pyöriä nopeammin.

Tarkempia tietoja H -sillan käyttämisestä tasavirtamoottoreiden ohjaamiseen löytyy täältä.

2. Painon mittaaminen:

Logiikka ja piiri: Vahvista painotunnistimesta vastaanotettu signaali käyttämällä suoraa palkityyppistä kuormituskennoa ja HX711ADC -muunninkorttia. Liitä ne Arduinoon ja leipälautaan piirikaavion mukaisesti.

HX711 on liitetty:

• GND: Leipälauta (-)
• TIEDOT: nasta 6 KELLO: nasta 2
• VCC: Breadboard (+)
• E+: Yhdistetty punnituskennon PUNAISEEN
• E-: yhdistetty SINISEEN
• V: Yhdistetty VALKOISEEN
• A+: Yhdistetty mustaan
• B-: ei yhteyksiä
• B+: ei yhteyksiä

Vahvistimen avulla Arduino voi havaita kuormituskennon resistanssin muutokset. Kun painetta käytetään, sähkövastus muuttuu vastauksena paineeseen.

Asennus: Tässä tapauksessa käytämme mikrokuormakennoa (5KG). Punnituskennossa on 2 reikää ylä- ja alapuolella sekä nuoli, joka osoittaa taipumissuunnan. Kun nuoli osoittaa alaspäin, kiinnitä vaa'an pohja robotin ylälavalle. Kiinnitä punnituskennon yläosan vastakkainen reikä asteikon yläosaan.

Kun olet muodostanut yhteyden Arduinoon, lataa HX711 -vahvistimen kirjasto tämän sivun alareunasta ja kalibroi punnituskenno alla olevan kalibrointiluonnoksen avulla.

Lataa HX711 -kirjasto:

Kalibrointiluonnos:

3. Näytetään:

Logiikka ja piiri: Liitä LCD -näyttö (4x20) I2C -liitäntään. Jos se on erotettu, juotos on tehtävä. I2C -välivaihe koostuu kahdesta signaalista: SCL ja SDA. SCL on kellosignaali ja SDA on datasignaali. I2C on liitetty:

• GND: Leipälauta (-)
• VCC: Breadboard (+)
• SDA: nastainen A4
• SCL: nasta A5

Lataa IC2 -kirjasto:

4. kaataminen:

Tarvitset transistorin, 1K -vastuksen ja diodin vesipumpun liittämiseksi Arduinoon. (Katso alla oleva piirikaavio). Vesipumppu aktivoituu, kun punnitusanturi lukee tyhjän lasin painon. Kun lasi on täynnä, punnitusanturi lukee painon ja sammuttaa vesipumpun.

Vaihe 3: Piirikaavio

Vaihe 4: Koodi

Vaihe 5: Suunnittelu

Suunnittelun tarkoitus

Pääsuunnittelun tarkoitus oli käyttää läpinäkyvää materiaalia ja parantaa elektroniikan läsnäoloa. Tämä ei ainoastaan auta meitä määrittämään piirin ongelmia nopeammin, vaan myös helpottaa purkamista, jos korjausta tarvitaan. Koska työskentelemme alkoholin kanssa, suunnittelussa oli ratkaisevan tärkeää pitää elektroniikka ja alkoholi mahdollisimman erillään kompaktilla tavalla. Tämän saavuttamiseksi integroimme hyllytuotteet räätälöityyn muotoiluumme. Tämän seurauksena keksimme monikerroksisen järjestelmän, joka pitää elektroniikan alemmalla kerroksella ja nostaa laukauksen tarjoilualueen yläkerrokseen.

Mukautetut osat: Laserleikattu

1. Keho

BotTender koostuu kahdesta pääkerroksesta, jotka on pinottu päällekkäin riittävän etäisyyden verran, jotta johdot voidaan kytkeä arduinoon ja leipälautaan. Vaikka pohjakerrosta käytetään pääasiassa moottorien, takapyörän, elektroniikkaalustan ja paristopidikkeen kiinnittämiseen runkoon sekä pullon pohjaksi, yläkerrassa on reikä pullon vakauttamiseksi ja riittävästi tilaa punnituskennolle ja sen levyille.

2. Lataa kennolevyt

Punnituslevyjen suunnittelussa on otettu huomioon keittiövaa'an toimintaperiaate. Punnituskenno on kiinnitetty pultinreikien ylä- ja alakerrokseen. Yläkerroksen päälle asetetaan toinen kerros, joka osoittaa tarkan aukon lasilevyn asettamiseksi ja pitämiseksi paikallaan.

3. LCD- ja ultraäänianturipidike

Nestekidenäytön tuki on suunniteltu pitämään näyttö 45 asteen kulmassa maatasosta, kun taas ultraäänianturin pidike pitää anturin kohtisuorassa ja mahdollisimman lähellä maata havaitaksesi lasin helposti.

4. Pullon korkki

Suunnittelimme pullon korkin, joka pitää juoman suljetussa ympäristössä, mutta sallii kuitenkin putken ja vesipumpun kaapelit ulos pullosta. Korkissa on 2 kerrosta: Ylempi kerros pitää putken paikallaan ja alempi kerros lukitsee korkin pulloon ja tarjoaa vesipumpun kaapeleille pääsyn arduinoon. Nämä kaksi kerrosta kiinnitetään sitten toisiinsa käyttämällä vastaavia pieniä reikiä sivuilla ruuvien asettamiseen.

Mukautetut osat: 3D -tulostettu

5. Virtapankin haltija BotTenderissä päätimme käyttää ulkoista virtalähdettä: virtapankkia. Siksi tarvitsimme räätälöityä akkupidikettä valitsemamme virtapankin mitoille. Suunniteltuamme kappaleen sarvikuonossa 3D -tulostimme sen mustalla PLA: lla. Ruuvinreiät avattiin sitten poralla.