BotTender: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

BotTender, pomoćnik barmena koji izlijeva savršen snimak!

BotTender je autonomni robot koji je dizajniran s ciljem automatizacije šipki. Postavljen je na vrh šipke i detektira čaše ispred sebe. Nakon što se naočale otkriju, prilaze staklu i traže od kupaca da stave naočale na robota. Tada savršeni kadar čeka da bude snimljen! Kad se ulijevanje završi, BotTender nastavlja navigaciju uz šipku dok čašom ne otkrije sljedećeg kupca.

Projekt je proveden u sklopu seminara Računalno projektiranje i digitalna izrada u master programu ITECH.

Korak 1: Popis dijelova

ELEKTRIČNE KOMPONENTE

1. Navigacija:

• (2) Zupčasti motori
• Ultrazvučni senzor udaljenosti

2. Mjerenje težine:

• (5 kg) Ravna šipka sa mikro opterećenjem (može se pronaći u kuhinjskoj vagi)
• HX711 Pojačalo s učitavanjem ćelija

3. Prikaz:

• LCD ekran (4x20)
• LCD2004 I2C sučelje

4. Ulijevanje:

• Mini potapajuća pumpa za vodu (istosmjerni motor 3-6V)
• 2n2222 Tranzistor (EBC)
• 1K otpornik
• 1N4007 Diodni ispravljač

5. Ostalo:

• Arduino UNO R3 upravljačka ploča

• Mini Breadboard
• Pakovanje baterija
• Žice kratkospojnika (M/M, F/F, F/M)
• Lemilica

OBLIKOVATI

6. Gotov proizvod:

• (2) Kotači + Univerzalni kotač
• Staklena posuda (promjera 8 cm)
• Kuglasto staklo (promjer 3,5 cm)
• 9mm cijev za vodu
• (30) vijci M3x16
• (15) Matice M3x16
• (4) M3x50 vijci
• (5) M3x5 vijci
• (2) M5x16 vijci

7. Prilagođeni dijelovi:

• Laserski rez na pleksiglasu 3,0 mm (25 cm x 50 cm): gornje i donje platforme šasije robota, Arduino i platforma za ploču, LDC držač, držač ultrazvučnog senzora, gornje i donje platforme vage, poklopac staklenke.
• 3D ispisani dijelovi: Držač za power bank

I…

PUNO ALKOHOLA !

Korak 2: Logika i postavljanje

1. Navigacija:

Navigacijom BotTendera upravljaju podaci preuzeti s ultrazvučnog senzora koji se nalazi ispred robota. Čim je robot uključen u izvor napajanja, robot počinje očitavati udaljenost do stakla i približava mu se. Kad dosegne određenu udaljenost, zaustavlja se i čeka da kupac stavi staklo na ploču mjerne ćelije.

Komunikacija između istosmjernih motora i Arduina postiže se korištenjem IC upravljačkog programa motora L293D. Ovaj nam modul pomaže u kontroli brzine i smjera okretanja dva istosmjerna motora. Dok se brzina može kontrolirati tehnikom PWM (Pulse Width Modulation), smjer se kontrolira pomoću H-mosta.

Ako se učestalost impulsa poveća, povećava se i napon na motorima, što rezultira bržim okretanjem kotača.

Detaljnije informacije o korištenju H mosta za upravljanje istosmjernim motorima možete pronaći ovdje.

2. Mjerenje težine:

Logika i krug: Upotrijebite ćeliju opterećenja s ravnom šipkom i pretvaračku ploču HX711ADC za pojačavanje signala primljenog s osjetnika težine. Spojite ih na Arduino i matičnu ploču kako je naznačeno u dijagramu kruga.

HX711 je spojen na:

• GND: Oglasna ploča (-)
• PODACI: pin 6 SAT: pin 2
• VCC: Oglasna ploča (+)
• E+: Spojeno na CRVENU ćeliju mjerenja
• E-: Spojeno na PLAVU
• O-: Spojeno na BIJELO
• A+: Spojeno na CRNO
• B-: nema veza
• B+: nema veza

Pojačalo omogućuje Arduinu da detektira promjene otpora iz mjerne ćelije. Kad se primijeni tlak, električni otpor će se promijeniti kao odgovor na primijenjeni tlak.

Postavljanje: U našem slučaju koristimo mikromjernu ćeliju opterećenja (5KG). Merna ćelija ima 2 rupe na vrhu i na dnu i strelicu koja pokazuje smjer skretanja. Sa strelicom okrenutom prema dolje, pričvrstite dno ljestvice na gornju platformu robota. Pričvrstite suprotnu rupu na vrhu mjerne ćelije na gornji dio ljestvice.

Nakon što se povežete s Arduinom, preuzmite biblioteku za pojačalo HX711 pri dnu ove stranice i kalibrirajte mjernu ćeliju pomoću donje skice Kalibracija.

Preuzmite biblioteku HX711:

Skica kalibracije:

3. Prikaz:

Logika i sklop: Spojite LCD zaslon (4x20) na I2C sučelje. Ako se odvoji, potrebno je izvršiti lemljenje. I2C međufaza sastoji se od dva signala: SCL i SDA. SCL je signal sata, a SDA signal podataka. I2C je spojen na:

• GND: Oglasna ploča (-)
• VCC: Oglasna ploča (+)
• SDA: pin A4
• SCL: pin A5

Preuzmite IC2 biblioteku:

4. Ulijevanje:

Za spajanje pumpe za vodu na Arduino trebat će vam tranzistor, 1K otpornik i dioda. (Pogledajte donji dijagram kruga). Pumpa za vodu se aktivira kada mjerna ćelija očita težinu prazne čaše. Kad se čaša napuni, mjerna ćelija očitava težinu i isključuje pumpu za vodu.

Korak 3: Dijagram kruga

Korak 4: Kodirajte

Korak 5: Dizajn

Namjera dizajna

Glavna namjera dizajna bila je upotreba prozirnog materijala i povećanje prisutnosti elektronike. To nam ne samo da pomaže u bržem utvrđivanju problema u krugu, već i olakšava rastavljanje u slučaju potrebe za popravkom. Budući da radimo s alkoholom, za naš dizajn bilo je ključno zadržati elektroniku i alkohol što je moguće odvojenije na kompaktan način. Kako bismo to postigli, integrirali smo proizvode s police u prilagođeni dizajn. Kao rezultat toga, došli smo do višeslojnog sustava koji drži elektroniku na donjem sloju i podiže područje posluživanja hitaca na gornji sloj.

Prilagođeni dijelovi: Lasersko rezanje

1. Tijelo

BotTender se sastoji od dva glavna sloja naslagana jedan na drugi s dovoljnom udaljenošću da se žice mogu priključiti na arduino i ploču za izradu kruga. Dok se donji sloj uglavnom koristi za pričvršćivanje motora, stražnjeg kotača, elektroničke platforme i držača baterije, te služi i kao podloga za bocu, gornji sloj ima otvor za stabilizaciju boce i dovoljno prostora za mjernu ćeliju i njezine ploče.

2. Učitajte ćelijske ploče

Ploče mjernih ćelija dizajnirane su uzimajući u obzir princip rada kuhinjske vage. Mjerač ćelije je pričvršćen na gornji i donji sloj iz otvora za vijke. Preko gornjeg sloja postavlja se još jedan sloj koji označava precizan utor za stavljanje čaše i zadrži je na mjestu.

3. Držač za LCD i ultrazvučni senzor

LCD nosač osmišljen je tako da drži zaslon zakrenut za 45 stupnjeva u odnosu na ravninu tla, dok držač ultrazvučnog senzora drži senzor okomito i što je moguće bliže tlu radi lakšeg otkrivanja stakla.

4. Čep boce

Dizajnirali smo čep za bocu koji bi čuvao piće u zatvorenom okruženju, ali i dalje dopuštao da kabel cijevi i pumpe za vodu izađe iz boce. Poklopac ima 2 sloja: gornji sloj za držanje cijevi na mjestu i donji sloj za pričvršćivanje čepa na bocu i omogućavanje kabela pumpe za vodu do arduina. Ta se dva sloja zatim međusobno pričvršćuju pomoću odgovarajućih malih rupa na stranama za umetanje vijaka.

Prilagođeni dijelovi: 3D ispis

5. Nosač Power Bank -a Za naš BotTender odlučili smo koristiti vanjski izvor napajanja: power bank. Stoga nam je trebao prilagođeni držač baterije za dimenzije izabrane banke napajanja. Nakon što smo dizajnirali komad u nosorogu, 3D smo ga ispisali pomoću crne PLA. Rupe za vijke su zatim otvorene bušilicom.