BotTender: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

BotTender, pomočnik natakarja, ki izlije popoln posnetek!

BotTender je avtonomni robot, ki je zasnovan z namenom avtomatizacije palic. Postavljen je na vrh palice in pred njim zazna soklja. Ko so kozarci zaznani, se približa steklu in prosi stranke, naj očala postavijo na robota. Potem čaka popoln posnetek! Ko je polnjenje končano, BotTender nadaljuje navigacijo vzdolž palice, dokler s kozarcem ne zazna naslednje stranke.

Projekt je potekal v okviru seminarja Računalniško oblikovanje in digitalna izdelava v magistrskem programu ITECH.

Korak: Seznam delov

ELEKTRIČNE SESTAVINE

1. Navigacija:

• (2) Zobniški motorji
• Ultrazvočni senzor razdalje

2. Merjenje teže:

• (5KG) Mikro obremenitvena celica z ravno palico (najdemo jo v kuhinjski tehtnici)
• HX711 ojačevalnik obremenitvenih celic

3. Prikaz:

• LCD zaslon (4x20)
• LCD2004 I2C vmesnik

4. Nalivanje:

• Mini potopna vodna črpalka (enosmerni motor 3-6V)
• 2n2222 Tranzistor (EBC)
• 1K upor
• Diodni usmernik 1N4007

5. Drugo:

• Nadzorna plošča Arduino UNO R3

• Mini deska
• Baterija
• Mostične žice (M/M, F/F, F/M)
• Spajkalnik

OBLIKOVANJE

6. Na voljo:

• (2) Kolesa + Univerzalno kolo
• Steklena posoda (premer 8 cm)
• Steklo (premer 3,5 cm)
• 9 mm cev za vodo
• (30) Vijaki M3x16
• (15) Matice M3x16
• (4) Vijaki M3x50
• (5) Vijaki M3x5
• (2) Vijaki M5x16

7. Deli po meri:

• Laserski rez na pleksi steklu 3,0 mm (25 cm x 50 cm): zgornja in spodnja platforma ohišja robota, Arduino in plošča za plošče, držalo LDC, držalo za ultrazvočni senzor, zgornja in spodnja ploščad, pokrov kozarca.
• 3D natisnjeni deli: Držalo za napajalnik

IN…

VELIKO ALKOHOLA !!

2. korak: Logika in nastavitev

1. Navigacija:

Navigacijo BotTenderja nadzirajo podatki, pridobljeni z ultrazvočnim senzorjem, ki je nameščen pred robotom. Takoj, ko je robot priključen na vir napajanja, robot začne odčitavati razdaljo do stekla in se mu približati. Ko doseže določeno razdaljo, se ustavi in čaka, da kupec postavi steklo na ploščo merilne celice.

Komunikacija med enosmernimi motorji in Arduinom se doseže z uporabo IC gonilnika motorja L293D. Ta modul nam pomaga nadzorovati hitrost in smer vrtenja dveh enosmernih motorjev. Hitrost je mogoče nadzorovati s tehniko PWM (Pulse Width Modulation), smer pa se nadzoruje s pomočjo H-mostu.

Če se frekvenca impulzov poveča, se poveča tudi napetost na motorjih, zaradi česar se motorji hitreje vrtijo kolesa.

Podrobnejše informacije o uporabi mosta H za krmiljenje enosmernih motorjev najdete tukaj.

2. Merjenje teže:

Logika in vezje: Za povečanje prejetega signala iz senzorja teže uporabite obremenitveno celico z ravno palico in pretvorniško ploščo HX711ADC. Povežite jih z Arduinom in ploščo, kot je prikazano na shemi vezja.

HX711 je povezan z:

• GND: Okvir (-)
• PODATKI: pin 6 URA: pin 2
• VCC: Ogledna plošča (+)
• E+: Priključeno na RDEČO merilne celice
• E-: Povezano z MODRO
• O-: Povezano z BELIM
• A+: Povezano s ČRNO
• B-: brez povezav
• B+: brez povezav

Ojačevalnik omogoča Arduinu, da zazna spremembe upora v celici obremenitve. Ko pritisnete, se bo električni upor spremenil kot odziv na uporabljeni tlak.

Namestitev: V našem primeru uporabljamo mikro obremenitveno celico (5KG). Merilna celica ima 2 luknji na vrhu in na dnu ter puščico, ki označuje smer odklona. S puščico navzdol pritrdite dno lestvice na robotovo zgornjo platformo. Na zgornji del tehtnice pritrdite nasprotno luknjo na vrhu merilne celice.

Ko ste povezani z Arduinom, prenesite knjižnico za ojačevalnik HX711 na dnu te strani in umerite merilno celico s spodnjo skico za umerjanje.

Prenesite knjižnico HX711:

Skica kalibracije:

3. Prikaz:

Logika in vezje: LCD zaslon (4x20) povežite z vmesnikom I2C. Če je ločeno, je treba spajkati. Medfaza I2C je sestavljena iz dveh signalov: SCL in SDA. SCL je signal ure, SDA pa podatkovni signal. I2C je povezan z:

• GND: Ogledna plošča (-)
• VCC: Ogledna plošča (+)
• SDA: pin A4
• SCL: pin A5

Prenesite knjižnico IC2:

4. Nalivanje:

Za priključitev vodne črpalke na Arduino potrebujete tranzistor, 1K upor in diodo. (Glejte spodnjo shemo vezja). Vodna črpalka se aktivira, ko merilna celica odčita težo praznega kozarca. Ko je kozarec poln, merilna celica odčita težo in izklopi vodno črpalko.

3. korak: Shema vezja

4. korak: Koda

5. korak: Oblikovanje

Namen oblikovanja

Glavni namen oblikovanja je bil uporabiti prozoren material in povečati prisotnost elektronike. To nam ne pomaga le pri hitrejšem ugotavljanju težav v vezju, ampak tudi olajša demontažo, če je potrebno popravilo. Ker delamo z alkoholom, je bilo za naš dizajn ključnega pomena, da sta elektronika in alkohol čim bolj ločena na kompakten način. Da bi to dosegli, smo izdelke iz police vključili v naš prilagojen dizajn. Posledično smo prišli do večplastnega sistema, ki elektroniko zadrži na spodnji plasti in dvigne strežno površino na zgornjo plast.

Deli po meri: laserski rez

1. Telo

BotTender je sestavljen iz dveh glavnih slojev, zloženih drug na drugega z zadostno razdaljo, da lahko priključite žice v arduino in ploščo. Medtem ko se spodnja plast uporablja predvsem za pritrditev motorjev, zadnjega kolesa, elektronske ploščadi in nosilca akumulatorja na telo, poleg tega pa služi kot podlaga za steklenico, zgornja plast ima luknjo za stabilizacijo steklenice in dovolj prostora za merilno celico in njene plošče.

2. Naložite celične plošče

Plošče merilnih celic so oblikovane ob upoštevanju načela delovanja kuhinjske tehtnice. Merilna celica je pritrjena na zgornjo in spodnjo plast iz lukenj za vijake. Nad zgornjo plastjo je nameščena druga plast, ki označuje natančno režo, v katero naj se vbrizga steklo in ga drži na mestu.

3. Držalo za LCD in ultrazvočni senzor

Podpora za LCD zaslon je zasnovana tako, da zaslon drži za 45 stopinj zasukan glede na ravnino tal, medtem ko nosilec ultrazvočnega senzorja drži senzor pravokotno in čim bližje tlom za lažje zaznavanje posnetka.

4. Pokrov steklenice

Oblikovali smo pokrovček za steklenico, ki bi pijačo zadrževal v zaprtem okolju, a še vedno omogoča, da iz steklenice pridejo kabli cevi in vodne črpalke. Pokrovček ima 2 sloja: zgornji sloj, ki drži cev na svojem mestu, in spodnjo plast, da zapre pokrovček na steklenico in omogoči dostop kablov vodne črpalke do arduina. Ti dve plasti sta nato pritrjeni drug na drugega z uporabo ustreznih majhnih lukenj na straneh za vstavljanje vijakov.

Deli po meri: 3D -tiskanje

5. Nosilec Power Bank Za naš BotTender smo se odločili za uporabo zunanjega vira energije: power bank. Zato smo potrebovali prilagojeno držalo za baterije za dimenzije napajalnika, ki smo ga izbrali. Ko smo oblikovali kos v nosorogu, smo ga 3D natisnili s črno PLA. Odprtine za vijake smo nato odprli s svedrom.