Automatizirana traka: 7 koraka

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

Ovaj projekt ima za cilj proizvesti jeftini automatizirani prodajni sustav za pića za upotrebu u vrhunskim potrošačkim i komercijalnim aplikacijama. Tradicionalni sustavi u automatizaciji šipki koriste servo motore i velike krute šine s platformama s remenom. Iako izvrsni projekt za svakoga, ovi sustavi mogu biti skupi, pa smo razvili pristupačniji dizajn prilagođen proizvođačima.

Značajke

• Prilagodljivo za bilo koji asortiman žestokih pića/miksera
• Google API integracija za glasovno naručivanje
• Opsežna indeksirana baza recepata

Hardver

• Raspberry Pi 3 Model B
• Jeftina ekstruzijska struktura aluminija
• 3D tiskana PLA učvršćenja
• Servo aktuatori 9g

Korak 1: Popis dijelova i resursi

Hardverski zahtjevi su apstrahirani i unaprijed dizajnirani za vas. Međutim, i dalje vam je potreban pristup nekim resursima koji nisu uvijek lako dostupni.

Trebat će vam pristup:

• 3D pisač
• Dremel ili tračna pila
• Lemilica

Napomena: Sljedeći dijelovi i cijene izraženi su u GBP, a web stranice mogu biti u Velikoj Britaniji, no ti su dijelovi lako dostupni u većini područja. Neki od materijala bit će jeftiniji ako se naruče iz Kine

Komponente okvira

• 8 x Beaumont Spirit optika i stalak 25 ml: 18,32 GBP - CaterSpeed/Alibaba
• 5 metara x PVC cijev (6 mm x 8 mm): 5,29 GBP - ebay
• 20 x Nosači za ekstrudiranje 90 °: 7,16 kn - ebay
• 20 x Drop T -Nut: 3,36 GBP - ebay
• 20 x M5 10 mm: 3,39 GBP - ebay
• Kruta žica: 1,49 GBP - ebay
• 4 metra x ekstruzija aluminija (20 mm x 20 mm): 22,96 GBP -RS

• 1 x senzor GP2Y0D805Z0F, udaljenost, 50 mm, digitalno: 3,14 GBP - Farnell

Elektroničke komponente

• 1 x 1 kg Mjerač ćelije: 2,21 GBP - Amazon
• 8 x mikro servo: 11,25 GBP - ebay
• 1 x Senzor blizine - GP2Y0D805Z0F senzor, udaljenost, 50 mm, digitalno: 3,14 GBP - Farnell
• Ovdje se mogu pronaći male komponente.

Korak 2: Elektronika i PCB

Potpune sheme PCB -a, fotomaske i specifikacije dostupne su putem zajednice Altium CircuitMaker ovdje.

Završne ploče su dvoslojne, ispod <100x100 mm, i mogu se nabaviti za 0,20 USD po komadu putem JLCPCB-ove usluge izrade prototipa.

Naseljena ploča pruža sljedeće osnovne značajke:

• 8x servo kanala
• 1x ulaz pojačala mjernih ćelija
• 1x ulaz digitalnog senzora blizine
• 2x Otklanjanje pogrešaka GPIO pinova sa LED diodama

Za budući razvoj također su predviđeni jastučići za:

• 8x dodatnih servo kanala
• 4x ADC ulazi opće namjene
• 1x Rezervni kanal pojačala sa mjernom ćelijom
• 2x optički izolirani elektromagnetni pogoni sa šinom od 12V

Korak 3: 3D ispis

Postoje 4 različita dijela koja je potrebno ispisati.

• Servo nosači
• Optičke kopče
• Nosač senzora blizine
• Držači PVC cijevi

Potrebno je ispisati osam servo držača i kopči, jedan senzor blizine i dva držača cijevi. Datoteke su dostupne ovdje.

Sustavi za točenje djeluju putem servo od 9 g montiranog na svaku optiku, s metalnim podupiračem koji ga povezuje s postoljem klipa. Dok se servo okreće, klipni mehanizam se povlači prema gore, zatvarajući liniju za punjenje prema boci, otvarajući dozator i dopuštajući povrat zraka kroz opružni element unutar optike.

PVC cijevi za prehrambenu industriju izlaze iz svake optike i drže se dvije komponente za poravnanje centralno iznad posude.

Iza mjerne ćelije nalazi se digitalni senzor blizine koji omogućuje otkrivanje čašice na ploči, koja se drži u položaju kliznim tiskanim nosačem na ekstruziji.

Dobavljaju se dijelovi izumitelja i datoteke za montažu, s dodatnim modelima STL za tiskane komponente. Uključeni su i tehnički crteži za ključne dijelove, koji se također mogu izvesti iz dokumenata izumitelja u mm.

Korak 4: Okvir

1. Izrežite ekstruziju na segmente (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Sastavite u kvadrast pomoću nosača za 90 stupnjeva i T-matica na spojevima od 90 stupnjeva. Koristite sekcije od 400 mm kao okomite stupove, ostavljajući jedan od presjeka od 300 mm slobodnim kako je prikazano.

3. Spojite komad od 15 mm na središte donjeg dijela leđa.

4. Pričvrstite 3D ispisani senzor blizine i držač čaše na dio od 15 mm, kao što je prikazano.

5. Epoksidnu ploču na mjernu ćeliju i pričvrstite vijcima do kraja presjeka od 15 mm pomoću T-matica i 20 mm vijaka M5.

Korak 5: Optika

Da bi optika upravljala servo pogonima, potrebno je ukloniti glavnu oprugu.

1. Uklonite plastično kućište i veliku oprugu s donjeg dijela optike.

2. Pričvrstite 3D ispisane dijelove i servo upravljače kao što je prikazano.

3. Spojite servosisteme na bazu klipa, kroz rupe na servo ručici i ispisani dio, pomoću krute žice.

4. Pričvrstite optiku na postolja i pričvrstite ih na okvir ravnomjerno razmaknute kako biste izbjegli neravnomjerna opterećenja.

Korak 6: Softver

Sav softver potreban za ovaj projekt dostupan je na našem githubu.

Softver se sastoji od dva glavna odjeljka: poslužitelja i firmvera. Firmware je izvorni kôd c ++ koji se kompilira u dijeljeni objekt koji sadrži automatiziranu logiku trake i u interakciji je s mjernom ćelijom (HX711), servo pogonima i senzorom blizine. Direktorij poslužitelja sadrži web -poslužitelj python koji uvozi dijeljeni objekt kao modul, nakon što primi web -kuku iz dijaloškog tijeka, on zatim analizira i pristupa željenom ponašanju kroz povezivanje.

Logika i ponašanje

Ponašanje automatizirane trake može se prikazati kao gore prikazani stroj stanja. Nakon što je šalica postavljena, stroj je spreman za narudžbu, nakon primitka počet će se izdavati. Kad se dovrši, vratit će se u stanje spremnosti za još jedno piće, a ako se šalica ikada ukloni, vratit će se čekanju da se postavi. Otkrivanje šalice vrši senzor blizine koji vraća logičku vrijednost ovisno o tome čita li visoko ili nisko. Doziranje prati senzor za mjerenje težine; nakon što python web poslužitelj primi narudžbu, izračunava potrebnu težinu za oslobađanje od potrebnog volumena i tablice za pretraživanje gustoće. Servo uređaji preslikani na to piće se zatim pronađu i zatim aktiviraju dok se težina ne uskladi. Nakon dovršetka poslužitelj vraća odgovor na tok dijaloga ukazujući korisniku da je njegovo piće spremno.

Korak 7: Pomoć i problemi

Nadamo se da ste uživali u našem vodiču i voljeli bismo znati odlučite li ga sami izgraditi! Ako imate bilo kakvih problema, slobodno ostavite komentar ispod i rado ćemo vam pomoći.

Dodatna funkcionalnost na ploči trebala bi vam omogućiti proširenje vašeg sustava na 16 različitih komponenti pića, kao i dodavanje niza drugih mehaničkih pokretača ili senzora. Alternativno, slobodno forkirajte naše datoteke za dizajn hardvera ili softvera i dodajte svoje ideje! Voljeli bismo vidjeti što zajednica može učiniti od ovoga.

Hvala vam što ste odvojili vrijeme da ovo pročitate i želimo vam sve najbolje s vašim vlastitim projektom: Eddy, Joe i Pete.