Automatizirana traka: 7 koraka

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

Ovaj projekt ima za cilj proizvesti jeftin automatizirani sistem prodaje pića za upotrebu u vrhunskim potrošačkim i komercijalnim aplikacijama. Tradicionalni sistemi u automatizaciji šipki koriste servo motore i velike krute šine sa platformama sa remenom. Iako su sjajni projekti za svakoga, ovi sistemi mogu biti skupi, pa smo razvili pristupačniji dizajn prilagođen proizvođačima.

Karakteristike

• 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 aluminijska ekstruzijska struktura
• 3D štampana PLA učvršćenja
• 9g servo aktuatori

Korak 1: Lista 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 štampač
• Dremel ili tračna pila
• Lemilica

Napomena: Sljedeći dijelovi i cijene su u GBP, a web stranice mogu biti u Velikoj Britaniji, međutim 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 € - CaterSpeed/Alibaba
• 5 metara x PVC cijev (6 mm x 8 mm): 5,29 £ - ebay
• 20 x Nosači za ekstrudiranje 90 °: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T -Nut: £ 3,36 - ebay
• 20 x M5 10 mm: 3,39 £ - ebay
• Čvrsta žica: 1,49 funti - ebay
• 4 metra x Aluminijsko ekstrudiranje (20 mm x 20 mm): 22,96 £ -RS

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

Elektronske komponente

• 1 x 1 kg Mjerač ćelije: 2,21 £ - Amazon
• 8 x mikro servo: 11,25 £ - ebay
• 1 x Senzor blizine - GP2Y0D805Z0F senzor, udaljenost, 50 mm, digitalno: £ 3,14 - 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 usluge prototipiranja.

Naseljeni odbor pruža sljedeće osnovne značajke:

• 8x servo kanala
• 1x ulaz za pojačalo mjerne ćelije
• 1x ulaz digitalnog senzora blizine
• 2x Otklanjanje grešaka GPIO pinova sa LED diodama

Za budući razvoj predviđeni su i jastučići za:

• 8x dodatnih servo kanala
• 4x ADC ulazi opće namjene
• 1x Rezervni kanal pojačavača merne ćelije
• 2x optički izolirani elektromotorni pogoni sa šinom od 12V

Korak 3: 3D štampanje

Postoje 4 različita dijela koja je potrebno odštampati.

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

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

Sustavi za doziranje funkcioniraju putem servo od 9 g montiranog na svaku optiku, sa metalnim podupiračem koji ga povezuje s postoljem klipa. Kako se servo okreće, klipni mehanizam se povlači prema gore, zatvarajući liniju za punjenje prema boci, otvarajući dozator i omogućavajući 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 šalice na ploči, koja se drži u položaju pomoću kliznog ispisanog nosača na ekstruziji.

Dobavljaju se delovi pronalazača i datoteke za montažu, sa dodatnim STL modelima za štampane komponente. Uključeni su i tehnički crteži za ključne dijelove, koji se također mogu izvesti iz dokumenata pronalazača u mm razmjeru.

Korak 4: Okvir

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

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

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

4. Pričvrstite 3D štampani 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 štampane delove i servo sisteme 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 kompajlira u zajednički objekt koji sadrži automatiziranu logičku traku i u interakciji je s mjernom ćelijom (HX711), servo pogonima i senzorom blizine. Direktorij poslužitelja sadrži python web poslužitelj koji uvozi zajednički objekt kao modul, nakon što primi webhook iz dijaloškog toka, on zatim analizira i pristupa željenom ponašanju kroz povezivanje.

Logika i ponašanje

Ponašanje automatizirane trake može se predstaviti kao gore prikazana mašina stanja. Nakon što je šalica postavljena, mašina je spremna za narudžbu, nakon što je primi, počet će se izdavati. Kad se završi, vratit će se u stanje spremnosti za još jedno piće, a ako se šalica ikada ukloni, vratit će se čekanju da se postavi. Otkrivanje čaše vrši senzor blizine koji vraća logičku vrijednost ovisno o tome čita li visoko ili nisko. Doziranje prati senzor težine; nakon što python web poslužitelj primi narudžbu, izračunava potrebnu težinu za oslobađanje od potrebne zapremine i tablice za pretraživanje gustoće. Servo uređaji preslikani na to piće se zatim pronalaze i zatim aktiviraju dok se težina ne uskladi. Nakon završetka poslužitelj vraća odgovor na tok dijaloga ukazujući korisniku da je njegovo piće spremno.

Korak 7: Pomoć i pitanja

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 sistema na 16 različitih komponenti za piće, 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 šta zajednica može učiniti od ovoga.

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