BotTender: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

BotTender, asistent barmena koji izlijeva savršen snimak!

BotTender je autonomni robot dizajniran s ciljem automatizacije šipki. Postavljen je na vrh šipke i detektira čaše ispred sebe. Nakon što se naočare otkriju, prilaze staklu i traže od kupaca da stave naočare na robota. Tada savršeni snimak čeka da bude snimljen! Kada se sipanje završi, BotTender nastavlja navigaciju duž šipke dok čašom ne otkrije sljedećeg kupca.

Projekat je sproveden u okviru seminara Računarsko projektovanje i digitalna izrada u okviru master programa ITECH.

Korak 1: Lista dijelova

ELEKTRIČNE KOMPONENTE

1. Navigacija:

• (2) Zupčasti motori
• Ultrazvučni senzor udaljenosti

2. Mjerenje težine:

• (5KG) Ravna šipka sa mikro opterećenjem (može se naći u kuhinjskoj vagi)
• HX711 Pojačalo sa učitavanjem ćelija

3. Prikaz:

• LCD ekran (4x20)
• LCD2004 I2C interfejs

4. Sipanje:

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

5. Ostalo:

• Arduino UNO R3 kontrolna ploča

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

DIZAJN

6. Gotov proizvod:

• (2) Točkovi + Univerzalni točak
• Staklena tegla (prečnika 8 cm)
• Čaša (prečnik 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): gornja i donja platforma šasije robota, Arduino i platforma za ploču, LDC držač, držač ultrazvučnog senzora, gornje i donje platforme vage, poklopac staklenke.
• 3D štampani delovi: Držač za power bank

I…

PUNO ALKOHOLA !

Korak 2: Logika i postavljanje

1. Navigacija:

Navigacijom BotTendera upravljaju podaci uzeti sa 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 mjernih ćelija.

Komunikacija između istosmjernih motora i Arduina postiže se korištenjem IC upravljačkog programa motora L293D. Ovaj modul nam 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 frekvencija impulsa poveća, povećava se i napon koji se primjenjuje na motore, što dovodi do bržeg okretanja motora.

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 senzora težine. Spojite ih na Arduino i matičnu ploču kao što je naznačeno u dijagramu kruga.

HX711 je povezan sa:

• GND: Oglasna ploča (-)
• PODACI: pin 6 SAT: pin 2
• VCC: Oglasna ploča (+)
• E+: Spojeno na CRVENU ćeliju za mjerenje
• E-: Povezano na PLAVU
• O-: Povezano sa BIJELIM
• A+: Povezano na CRNO
• B-: nema veza
• B+: nema veza

Pojačalo omogućava Arduinu da detektira promjene otpora iz mjerne ćelije. Kada se primijeni pritisak, električni otpor će se promijeniti kao odgovor na primijenjeni pritisak.

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

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

Preuzmite biblioteku HX711:

Skica kalibracije:

3. Prikaz:

Logika i krug: Povežite LCD ekran (4x20) sa I2C interfejsom. Ako se odvoji, potrebno je izvršiti lemljenje. I2C međufaza se sastoji od dva signala: SCL i SDA. SCL je signal sata, a SDA signal podataka. I2C je povezan sa:

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

Preuzmite IC2 biblioteku:

4. Sipanje:

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

Korak 3: Dijagram kola

Korak 4: Kodirajte

Korak 5: Dizajnirajte

Namera dizajna

Glavna namjera dizajna bila je upotreba prozirnog materijala i povećanje prisutnosti elektronike. Ovo 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 držati elektroniku i alkohol što je moguće odvojenije na kompaktan način. Da bismo to postigli, integrirali smo proizvode s police u prilagođeni dizajn. Kao rezultat toga, došli smo do višeslojnog sistema koji drži elektroniku na donjem sloju i podiže područje posluživanja hitaca na gornji sloj.

Prilagođeni dijelovi: Laserski rez

1. Telo

BotTender se sastoji od dva glavna sloja naslagana jedan na drugi s dovoljnom udaljenošću da omoguće uključivanje žica u arduino i matičnu ploču. 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 njene ploče.

2. Učitajte ćelijske ploče

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

3. LCD i ultrazvučni držač senzora

LCD podrška dizajnirana je tako da drži ekran za 45 stepeni rotiranim u odnosu na ravninu tla, dok držač ultrazvučnog senzora drži senzor okomito i što je moguće bliže tlu radi lakšeg otkrivanja stakla.

4. Poklopac boce

Dizajnirali smo čep za bocu koji bi piće držao 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 zatvaranje čepa na boci i omogućavanje kabela pumpe za vodu do arduina. Ova dva sloja se zatim međusobno pričvršćuju pomoću odgovarajućih malih rupa sa strane za umetanje vijaka.

Prilagođeni dijelovi: 3D štampano

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 dizajniranja komada u nosorogu, 3D smo ga odštampali koristeći crni PLA. Rupe za vijke su zatim otvorene bušilicom.