Candy Bot: 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Tài liệu hướng dẫn này được tạo ra để đáp ứng yêu cầu dự án của Makecourse tại Đại học Nam Florida (www.makecourse.com)

Candy Bot là một máy phân phối kẹo nhỏ, có kích thước bằng máy tính để bàn sử dụng Arduino Uno, Màn hình LCD, Cảm biến Khoảng cách và Động cơ Bước để phân phối một lượng nhỏ kẹo mà không cần nhấn bất kỳ nút nào.

Máy hoạt động bằng cách phân phát một phần kẹo khi một bàn tay hoặc cốc được đặt bên dưới phần nhô ra trong khi hiển thị thông báo trạng thái trên màn hình LCD.

Quân nhu

Arduino Uno

Màn hình LCD I2C 16x2

Mô-đun cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04

ULN2003 Động cơ bước 5V + Bảng điều khiển ULN2003 cho Arduino

Truy cập Máy in 3D và Filament

Cáp USB A đến B

Nhiều loại dây nhảy

Dây nhảy từ nữ đến nam

Đường ray điện Breadboard không hàn

Keo siêu dính

Băng điện

Giấy nhám (nhiều sạn khác nhau)

Hỗn hợp sơn / sơn lót Rust-Oleum

Các loại sơn acrylic khác nhau để trang trí (Sở thích cá nhân)

Băng sơn màu xanh

Bước 1: Lập mô hình 3D

Dự án này chủ yếu dựa trên các mô hình 3D được tạo bằng Autodesk Inventor. Có tổng cộng 5 bản in cần thiết để hoàn thành dự án này:

1) Phần cơ sở - Bản in này đóng vai trò là nền tảng của dự án. Nó bao gồm một khoang để giữ Bảng Arduino, một lỗ để cố định cáp nguồn và các chốt để gắn chặt phần đế vào phần trên.

2) Phần trên - Bản in này là nơi gắn tất cả các thành phần. Màn hình LCD sẽ vừa khít với lỗ phía trước, cảm biến khoảng cách sẽ lắp vào hai lỗ hướng xuống dưới và động cơ bước sẽ khóa vào các lỗ khoang chính nơi nó sẽ kết nối với rôto. Các lỗ chốt được sử dụng để gắn Phần cơ sở với Phần trên và có thể được sửa đổi để bao gồm cả giá gắn cho Nắp.

3) Rotor - Bản in này là thứ được gắn vào động cơ bước và được sử dụng để phân phối kẹo. Các cạnh lưỡi cong của nó được sử dụng để ngăn hệ thống bị kẹt trong khi cung cấp phân phối mịn.

4) Nắp - Bản in này được sử dụng để đóng Phần trên và cung cấp một chồi để giữ kẹo cho lần phân phối trong tương lai.

5) Nắp - Chữ in nhỏ này được sử dụng để ngăn bụi hoặc mảnh vỡ xâm nhập vào vật chứa trên nắp.

Khi thiết kế các thành phần này, tôi muốn đảm bảo mọi thứ có thể khép kín nên các khoang cần phải đủ lớn để chứa tất cả các thành phần điện cũng như phân phối kẹo. Kích thước chính là khoảng 5x5 inch vì đây là kích thước lớn nhất trên hầu hết các Máy in 3D. Màn hình LCD cần được nâng lên cao để bất cứ ai đang sử dụng nó có thể dễ dàng đọc được. Cảm biến khoảng cách ban đầu nằm trong đế, nhưng nó đã được chuyển lên phần trên để giúp in 3D dễ dàng hơn và đảm bảo không có kết quả đọc sai khi ai đó di chuyển trước máy. Nắp ban đầu có ngăn đựng kẹo có thể tháo rời nhưng điều này đã được đưa vào một cách lâu dài hơn để tránh tình trạng lộn xộn nếu hộp đựng bị tách ra trong khi kẹo vẫn còn bên trong cũng như giúp in nhanh hơn. Rotor ban đầu có 8 cánh nhưng đã được giảm xuống còn 4 để đảm bảo kẹo được phân phối một cách hiệu quả hơn.

Bạn có thể muốn điều chỉnh các tệp này để phù hợp với các bộ phận hoặc mong muốn cụ thể của mình.

(Các tệp không được tải lên đúng cách để có thể hướng dẫn do lỗi máy chủ nội bộ - sẽ chỉnh sửa trong tương lai)

Bước 2: In 3D

Khi bạn đã hài lòng với các tệp của mình, đã đến lúc In 3D từng tệp.

Đảm bảo rằng bạn sử dụng các cài đặt thích hợp cho máy in của mình để đảm bảo các bản in đều và mượt. Bạn có thể cần phải bao gồm các hỗ trợ được tạo tự động để đảm bảo các lỗ như cổng USB và Màn hình LCD in đúng cách.

Để xác minh các bản in được in ra một cách chính xác, hãy đảm bảo rằng mỗi thành phần vừa khít với khe cắm thích hợp của nó và các chốt khớp chặt chẽ với nhau. Nếu có vấn đề với bất kỳ điều nào trong số này, bạn có thể cần kiểm tra cài đặt của mình và in lại.

Bước 3: Phá vỡ hỗ trợ 3D

Đảm bảo sử dụng một công cụ hoặc dụng cụ chọn để phá vỡ bất kỳ hỗ trợ 3D nào bạn đã in! Chúng chủ yếu nằm trong lỗ Cáp USB trên Đế và khe cắm màn hình LCD ở Phần trên.

Bước 4: Cát để chuẩn bị sơn

Để đảm bảo lớp sơn được sơn đúng cách, hãy sử dụng nhiều loại giấy nhám khác nhau để chà nhám nhẹ các mặt bên ngoài của mỗi bản in. Đảm bảo không chà nhám quá nhiều từ các khu vực mà các bộ phận sẽ lắp vào để đảm bảo vừa khít. KHÔNG BẮT CÁT PEGS HOẶC PEG HOLES.

Bước 5: Sơn và trang trí

Tiếp theo, sử dụng băng dính màu xanh lam để dán các phần của bản in của bạn kết nối các phần với nhau như chốt và lỗ chốt cũng như các lỗ cho trục rôto. Ngoài ra, hãy đảm bảo băng kín những khu vực sẽ tiếp xúc với kẹo, chẳng hạn như ngăn đựng kẹo trên Nắp hoặc trục ở Phần trên.

Đã đến lúc mang các bản in của bạn ra bên ngoài và thiết lập một lớp phủ để sử dụng sơn phun. Tôi khuyên bạn nên phủ đất bằng túi rác hoặc bằng nhiều loại túi tạp hóa. Sơn một vài lớp sơn bằng cách sử dụng bình phun sơn trong khi xoay các hình in giữa các lớp sơn để đảm bảo rằng mọi phần đều được bao phủ hoàn toàn.

Sau khi sơn phun khô, bạn có thể trang trí bên ngoài máy bằng bất kỳ loại sơn bổ sung nào bạn muốn. Cái này được trang trí với các hình vẽ của M & Ms cũng như kẹo nói chung vì nó chủ yếu phân phối các mini-M & Ms.

Sau khi bạn vẽ xong, hãy tháo băng của họa sĩ màu xanh và chuyển sang phần tiếp theo.

Bước 6: Bước lắp ráp đầu tiên

Bôi keo siêu dính vào các chốt trên Phần cơ sở sau đó gắn Phần trên vào. Thêm keo siêu dính bổ sung vào các lỗ từ trên xuống để đảm bảo vừa khít. Đặt một thứ gì đó nặng như cuộn băng keo lên trên Phần trên để tạo áp lực trong khi keo đông kết. Trong khi chờ keo khô, hãy chuyển sang phần tiếp theo.

Bước 7: Lắp ráp điện

Tiếp theo, bắt đầu kết nối tất cả các thành phần với Bo mạch Arduino Uno. Thực hiện theo sơ đồ thô này để có hướng dẫn đơn giản. Bắt đầu bằng cách gắn Bộ điều khiển động cơ vào bo mạch (Chân 2-5), sau đó sử dụng các đầu nối Nữ đến Nam (F2M) để gắn bộ điều khiển vào nguồn và thanh nối đất. Sau đó kết nối động cơ với bộ điều khiển. Tiếp theo, sử dụng thêm các đầu nối F2M, gắn cảm biến khoảng cách vào Power / Ground cũng như Trigger vào chân 13 và Echo vào chân 12. Cuối cùng, gắn màn hình LCD vào Power / Ground và hai chân khác vào cổng I2C của Arduino. Sau khi hoàn thành, phần lắp ráp điện sẽ giống như ví dụ.

Sử dụng băng dính điện để giữ chặt mọi kết nối lỏng lẻo và cố định thanh ray breadboard.

Bước 8: Thêm cáp USB

Đẩy cáp USB ra khỏi lỗ phía sau trong Phần đế bằng cách đưa mặt phẳng qua lỗ. Điều này sẽ chuẩn bị lắp ráp để thêm các bit điện tiếp theo.

Bước 9: Cài đặt Rotor

Trượt rôto vào khoang chính với chốt rôto hướng về bên trái (khoảng cách lỗ bên dưới và khoang bảng ở trên) sau đó sang trái vào lỗ rãnh rôto. Gắn động cơ bước bằng cách trượt nó vào qua lỗ bên phải để khóa rôto và động cơ tại chỗ. Nếu sự phù hợp là phù hợp, động cơ bước sẽ không di chuyển sau khi rôto đã được khóa vào.

Bước 10: Cài đặt các thành phần và bảng đầu vào

Trượt màn hình LCD vào phần cắt thích hợp sau đó thả cảm biến khoảng cách vào hai lỗ nhô ra.

Kết nối cáp USB với Bảng Arduino sau đó kéo cáp từ lỗ bên ngoài để trượt bảng vào trong khoang.

Dành một chút thời gian cho việc quản lý cáp sau đó thêm Nắp.

Bước 11: Chương trình sử dụng máy tính xách tay

Cắm cáp USB vào máy tính xách tay sau đó lập trình Arduino. Chương trình được chia thành bốn phần chính với hai chức năng bên trong được tham chiếu:

1) Tạo biến - Được sử dụng để tạo các biến và thể hiện cho màn hình LCD, các thông báo được gửi đến màn hình, các biến được sử dụng để tìm khoảng cách dưới phần nhô ra và một phiên bản của động cơ bước.

2) Chức năng Thiết lập - Được sử dụng để bắt đầu giao tiếp nối tiếp, khởi tạo màn hình LCD, thiết lập chế độ chân cho các chân cảm biến khoảng cách, đặt tốc độ cho động cơ bước và hiển thị cụm từ khởi động

3) Vòng lặp chính

- Điểm 1: Viết thông báo đầu tiên lên màn hình LCD và kiểm tra xem có bàn tay nằm dưới phần nhô ra không. Khi có một tay dưới phần nhô ra, nó sẽ di chuyển đến Điểm 2.

- Điểm 2: Viết thông báo pha chế lên màn hình LCD và quay nửa vòng quay của bước cho một khẩu phần ăn. Sau khi hoàn thành, hiển thị thông báo thưởng thức sau đó chuyển sang điểm 3.

- Điểm 3: Kiểm tra cảm biến cho đến khi không có gì bên dưới phần nhô ra sau đó quay trở lại Điểm 1. Điều này để đảm bảo rằng máy không vô tình tiếp tục phân phối nếu có thứ gì đó còn sót lại bên dưới phần nhô ra.

4) Phần chức năng - Được sử dụng để ghi thông báo lên màn hình LCD và lấy giá trị cho khoảng cách dưới phần nhô ra. Phần này là các tham chiếu trong vòng lặp Chính nhưng cũng được tham chiếu trong quá trình Thiết lập ban đầu.

Bước 12: Tận hưởng

Thiết lập Candy Bot ở bất cứ đâu bạn muốn, sau đó đặt một ít kẹo vào đầu máy. Tôi muốn giới thiệu m & ms nhỏ.

Thưởng thức! Cảm ơn bạn đã đọc.