BotTender: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

BotTender, עוזר לברמן שיוצק את הזריקה המושלמת!

BotTender הוא רובוט אוטונומי שתוכנן במטרה להפוך את הסורגים לאוטומטיים. הוא מונח על גבי הבר ומזהה את כוסות הזריקה שלפניו. לאחר גילוי המשקפיים, היא מתקרבת אל הזכוכית ומבקשת מהלקוחות להניח את המשקפיים שלהם על הרובוט. ואז הזריקה המושלמת מחכה לצילום! בסיום המזיגה, BotTender ממשיך לנווט לאורך הבר עד שהוא מזהה את הלקוח הבא בכוס.

הפרויקט נערך במסגרת סמינר העיצוב החישובי והייצור הדיגיטלי בתכנית המאסטרים ITECH.

שלב 1: רשימת חלקים

רכיבים חשמליים

1. ניווט:

• (2) מנועי הילוכים
• חיישן מרחק אולטרא סאונד

2. מדידת משקל:

• (5 ק"ג) תא מיקרו עומס ישר מסוג בר (ניתן למצוא בקנה מידה למטבח)
• מגבר תא עומס HX711

3. מציג:

• מסך LCD (4x20)
• ממשק I2C LCD2004

4. מזיגה:

• משאבת מים צוללת מיני (מנוע DC 3-6V)
• טרנזיסטור 2n2222 (EBC)
• הנגד 1K
• מיישר דיודה 1N4007

5. אחר:

• לוח בקר ארדואינו UNO R3

• מיני קרש
• מארז סוללות
• חוטי מגשר (M/M, F/F, F/M)
• מלחם

לְעַצֵב

6. מדף:

• (2) גלגלים + גלגל אוניברסלי
• צנצנת זכוכית (קוטר 8 ס"מ)
• זכוכית ירו (קוטר 3.5 ס"מ)
• צינור מים 9 מ"מ
• (30) ברגים M3x16
• (15) אגוזים M3x16
• (4) ברגים M3x50
• (5) ברגים M3x5
• (2) ברגים M5x16

7. חלקים בהתאמה אישית:

• חיתוך לייזר על פרספקס 3.0 מ"מ (25 ס"מ על 50 ס"מ): פלטפורמות עליונות ותחתונות של שלדת רובוט, פלטפורמת Arduino ולוח, מחזיק LDC, מחזיק חיישן אולטראסוני, פלטפורמות עליונות ותחתונות בקנה מידה, מכסה צנצנת.
• חלקים מודפסים בתלת מימד: מחזיק בנק כוח

וגם…

הרבה אלכוהול !

שלב 2: לוגיקה והתקנה

1. ניווט:

הניווט של BotTender נשלט על ידי הנתונים שנלקחו מהחיישן האולטרסוני הממוקם מול הרובוט. ברגע שהרובוט מחובר למקור החשמל, הרובוט מתחיל לקרוא את המרחק לזכוכית הזריקה ומתחיל להתקרב אליו. כשהיא מגיעה למרחק מסוים, היא עוצרת ומחכה שהלקוח יניח את הכוס על צלחת תא המטען.

התקשורת בין מנועי DC לבין Arduino מושגת באמצעות L293D IC Driver. מודול זה עוזר לנו לשלוט במהירות ובכיוון הסיבוב של שני מנועי DC. בעוד שניתן לשלוט על המהירות באמצעות טכניקת PWM (Pulse Width Modulation), הכיוון נשלט על ידי שימוש ב- H-Bridge.

אם תדירות הפולסים עולה, גם המתח המופעל על המנועים עולה, וכתוצאה מכך המנועים סובבים את הגלגלים מהר יותר.

מידע מפורט יותר על השימוש בגשר H לשליטה במנועי DC ניתן למצוא כאן.

2. מדידת משקל:

לוגיקה ומעגל: השתמש בתא טעינה מסוג Bar Straight ולוח ממיר HX711ADC כדי להגביר את האות המתקבל מחיישן המשקל. חבר אותם ללוח Arduino ולוח כפי שמצוין בתרשים המעגלים.

ה- HX711 מחובר ל:

• GND: לוח לחם (-)
• נתונים: סיכה 6 שעון: סיכה 2
• VCC: לוח לחם (+)
• E+: מחובר ל- RED של תא הטעינה
• E-: מחובר ל- BLUE
• ת: מחובר ל- WHITE
• A+: מחובר ל- BLACK
• B-: אין קשרים
• B+: אין חיבורים

המגבר מאפשר ל- Arduino לזהות את השינויים בהתנגדות מתא ה- Load. כאשר מופעל לחץ, ההתנגדות החשמלית תשתנה בתגובה ללחץ המופעל.

התקנה: במקרה שלנו, אנו משתמשים בתא עומס מיקרו (5 ק ג). תא העומס כולל 2 חורים בחלקו העליון והתחתון וחץ המציין את כיוון ההסטה. כאשר החץ פונה כלפי מטה, חבר את תחתית הסקאלה לרציף העליון של הרובוט. חבר את החור הנגדי של החלק העליון של תא העומס לחלק העליון של הסקאלה.

לאחר החיבור לארדואינו, הורד את הספרייה למגבר HX711 בתחתית דף זה וכייל את תא העומס באמצעות סקיצת הכיול המופיעה להלן.

הורד את ספריית HX711:

מערכון כיול:

3. מציג:

לוגיקה ומעגל: חבר את מסך LCD (4x20) לממשק I2C. אם מופרדים, יש לבצע הלחמה. ממשק I2C מורכב משני אותות: SCL ו- SDA. SCL הוא אות השעון ו- SDA הוא אות הנתונים. ה- I2C מחובר ל:

• GND: לוח לחם (-)
• VCC: לוח לחם (+)
• SDA: סיכה A4
• SCL: סיכה A5

הורד את ספריית IC2:

4. מזיגה:

תזדקק לטרנזיסטור, נגד 1K ודיודה כדי לחבר את משאבת המים לארדואינו. (עיין בתרשים המעגלים להלן). משאבת המים מופעלת כאשר תא העומס קורא את משקל כוס ריקה. לאחר שהכוס מלאה, תא העומס קורא את המשקל ומכבה את משאבת המים.

שלב 3: תרשים מעגלים

שלב 4: קוד

שלב 5: עיצוב

כוונת עיצוב

מטרת העיצוב העיקרית הייתה להשתמש בחומר שקוף ולשפר את הנוכחות של האלקטרוניקה. זה לא רק עוזר לנו לקבוע את הבעיות במעגל מהר יותר, אלא גם מקל על הפירוק במידה ויהיה צורך בתיקון. מכיוון שאנו עובדים עם אלכוהול, היה חיוני בעיצוב שלנו לשמור על האלקטרוניקה והאלכוהול נפרדים ככל האפשר בצורה קומפקטית. על מנת להשיג זאת, שילבנו את מוצרי המדף בעיצוב המותאם אישית שלנו. כתוצאה מכך, הגענו למערכת רב שכבתית ששומרת על האלקטרוניקה בשכבה התחתונה ומעלה את אזור ההגשה לזריקה לשכבה העליונה.

חלקים בהתאמה אישית: חיתוך בלייזר

1. גוף

BotTender מורכב משתי שכבות עיקריות שנערמות זו על זו במרחק מספיק מספיק כדי לאפשר חיבור חוטים לארדואינו ולוח הלחם. בעוד שהשכבה התחתונה משמשת בעיקר לחיבור המנועים, הגלגל האחורי, פלטפורמת האלקטרוניקה ומחזיק הסוללות לגוף, כמו גם לשמש בסיס לבקבוק, השכבה העליונה מכילה חור לייצוב הבקבוק ומקום מספיק. לתא המטען ולוחותיו.

2. טען צלחות סלולר

לוחות תאי העומס מתוכננים תוך התחשבות בעקרון העבודה של מטבח. תא העומס מחובר לשכבה העליונה והתחתונה מחורי הבריח שלו. מעל השכבה העליונה מונחת שכבה נוספת על מנת לציין את החריץ המדויק להנחת זכוכית הזריקה ולשמור אותה במקומה.

3. מחזיק חיישן אולטראסאונד LCD

תמיכת LCD נועדה לשמור על המסך מסובב 45 מעלות מהמטוס הקרקע, בעוד מחזיק החיישנים האולטראסאונד שומר על החיישן בניצב וקרוב ככל האפשר לאתר לגילוי זכוכית הזריקה בקלות.

4. מכסה בקבוק

עיצבנו מכסה בקבוק שישאיר את המשקה בסביבה סגורה אך עדיין יאפשר כבלי צינור ומשאבת מים לצאת מהבקבוק. המכסה כולל 2 שכבות: שכבה עליונה לשמירה על הצינור במקומו והשכבה התחתונה לנעילת המכסה על הבקבוק ולספק לכבלי משאבת המים גישה לארדואינו. שתי השכבות הללו מחוברות זו לזו באמצעות החורים הקטנים המתאימים בצדדים להכנסת ברגים.

חלקים בהתאמה אישית: מודפס בתלת מימד

5. מחזיק בנק כוח עבור BotTender שלנו החלטנו להשתמש במקור כוח חיצוני: בנק חשמל. לכן היינו צריכים מחזיק סוללות מותאם אישית למידות של בנק החשמל שבחרנו. לאחר שתכננו את היצירה בקרנף, הדפסנו אותה בתלת מימד באמצעות PLA שחור. לאחר מכן נפתחו חורי הבריח באמצעות מקדחה.