BotTender: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

BotTender, một trợ lý pha chế mang đến những bức ảnh hoàn hảo!

BotTender là một robot tự động được thiết kế với mục đích tự động hóa các thanh. Nó được đặt trên đầu thanh và phát hiện kính bắn phía trước nó. Khi kính được phát hiện, nó tiến lại gần kính và yêu cầu khách hàng đặt kính của họ vào robot. Sau đó, bức ảnh hoàn hảo đang chờ được chụp! Khi rót xong, BotTender tiếp tục điều hướng dọc theo thanh cho đến khi phát hiện ra khách hàng tiếp theo cầm ly.

Dự án được thực hiện như một phần của hội thảo Thiết kế Tính toán và Chế tạo Kỹ thuật số trong chương trình thạc sĩ ITECH.

Bước 1: Danh sách các bộ phận

THÀNH PHẦN ĐIỆN TỬ

1. Điều hướng:

• (2) Động cơ bánh răng
• Cảm biến khoảng cách siêu âm

2. Cân đo:

• (5KG) Cảm biến lực siêu nhỏ loại thanh thẳng (có thể tìm thấy trong cân nhà bếp)
• Bộ khuếch đại cảm biến tải HX711

3. Hiển thị:

• Màn hình LCD (4x20)
• Giao diện LCD2004 I2C

4. Rót:

• Máy bơm nước chìm mini (động cơ DC 3-6V)
• Bóng bán dẫn 2n2222 (EBC)
• Điện trở 1K
• 1N4007 Diode chỉnh lưu

5. Khác:

• Bảng điều khiển Arduino UNO R3

• Mini Breadboard
• Bộ pin
• Dây nhảy (M / M, F / F, F / M)
• Sắt hàn

THIẾT KẾ

6. Ngoài giá:

• (2) Bánh xe + Bánh xe đa năng
• Hũ thủy tinh (đường kính 8cm)
• Kính bắn (đường kính 3,5cm)
• Ống nước 9mm
• (30) bu lông M3x16
• (15) đai ốc M3x16
• (4) bu lông M3x50
• (5) bu lông M3x5
• (2) bu lông M5x16

7. Bộ phận tùy chỉnh:

• Cắt laser trên Plexiglass 3.0mm (25cm x 50cm): nền tảng trên và dưới khung gầm robot, nền tảng Arduino và breadboard, giá đỡ LDC, giá đỡ cảm biến siêu âm, giá đỡ trên và dưới thang đo, nắp lọ.
• Bộ phận in 3D: Giá đỡ pin dự phòng

VÀ…

RƯỢU NHIỀU !!

Bước 2: Logic và thiết lập

1. Điều hướng:

Điều hướng của BotTender được điều khiển bởi dữ liệu lấy từ cảm biến siêu âm được đặt phía trước robot. Ngay sau khi robot được cắm vào nguồn điện, robot bắt đầu đọc khoảng cách đến kính bắn và bắt đầu tiến về phía nó. Khi đi đến một khoảng cách nhất định, nó dừng lại và chờ khách hàng đặt kính lên tấm cảm biến lực.

Giao tiếp giữa động cơ DC và Arduino được thực hiện bằng cách sử dụng IC điều khiển động cơ L293D. Mô-đun này giúp chúng ta điều khiển tốc độ và chiều quay của hai động cơ điện một chiều. Trong khi tốc độ có thể được kiểm soát bằng kỹ thuật PWM (Điều chế độ rộng xung), hướng được điều khiển bằng cách sử dụng cầu H.

Nếu tần số của xung tăng lên, điện áp đặt vào động cơ cũng tăng, dẫn đến động cơ quay các bánh xe nhanh hơn.

Thông tin chi tiết hơn về việc sử dụng Cầu H để điều khiển động cơ DC có thể được tìm thấy tại đây.

2. Cân đo:

Logic và mạch: Sử dụng Cảm biến tải loại thanh thẳng và bảng chuyển đổi HX711ADC để khuếch đại tín hiệu nhận được từ cảm biến trọng lượng. Kết nối chúng với Arduino và breadboard như được chỉ ra trong sơ đồ mạch.

HX711 được kết nối với:

• GND: Bảng mạch (-)
• DỮ LIỆU: pin 6 ĐỒNG HỒ: pin 2
• VCC: Breadboard (+)
• E +: Được kết nối với RED của Load Cell
• E-: Đã kết nối với BLUE
• A-: Đã kết nối với WHITE
• A +: Đã kết nối với BLACK
• B-: không có kết nối
• B +: không có kết nối

Bộ khuếch đại cho phép Arduino phát hiện những thay đổi về điện trở từ Load cell. Khi có áp suất, điện trở sẽ thay đổi theo áp suất tác dụng.

Thiết lập: Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi đang sử dụng cảm biến lực siêu nhỏ (5KG). Cảm biến lực có 2 lỗ trên và dưới cùng mũi tên chỉ hướng lệch. Với mũi tên hướng xuống, hãy gắn phần dưới của cân vào nền trên cùng của rô-bốt. Gắn lỗ đối diện của đầu cảm biến lực vào mảnh trên cùng của cân.

Sau khi kết nối với Arduino, hãy tải xuống thư viện cho bộ khuếch đại HX711 ở cuối trang này và hiệu chỉnh cảm biến lực bằng cách sử dụng bản phác thảo Hiệu chuẩn được cung cấp bên dưới.

Tải xuống thư viện HX711:

Bản phác thảo hiệu chuẩn:

3. Hiển thị:

Logic và mạch: Kết nối Màn hình LCD (4x20) với giao diện I2C. Nếu tách ra, cần phải thực hiện hàn. Interphase I2C bao gồm hai tín hiệu: SCL và SDA. SCL là tín hiệu đồng hồ, và SDA là tín hiệu dữ liệu. I2C được kết nối với:

• GND: Bảng mạch (-)
• VCC: Breadboard (+)
• SDA: chân A4
• SCL: chân A5

Tải xuống thư viện IC2:

4. Rót:

Bạn sẽ cần một bóng bán dẫn, một điện trở 1K và một Diode để kết nối máy bơm nước với Arduino. (Tham khảo sơ đồ mạch bên dưới). Máy bơm nước được kích hoạt khi cảm biến lực đọc trọng lượng của ly rỗng. Khi kính đầy, cảm biến lực đọc trọng lượng và tắt máy bơm nước.

Bước 3: Sơ đồ mạch

Bước 4: Mã

Bước 5: Thiết kế

Ý định thiết kế

Mục đích thiết kế chính là sử dụng vật liệu trong suốt và tăng cường sự hiện diện của thiết bị điện tử. Điều này không chỉ giúp chúng tôi xác định các vấn đề trong mạch nhanh hơn, mà còn dễ dàng tháo gỡ trong trường hợp cần sửa chữa. Vì chúng tôi đang làm việc với rượu, điều quan trọng đối với thiết kế của chúng tôi là phải giữ cho thiết bị điện tử và rượu tách biệt nhất có thể trong một cách nhỏ gọn. Để đạt được điều này, chúng tôi đã tích hợp các sản phẩm kệ vào thiết kế tùy chỉnh của chúng tôi. Do đó, chúng tôi đã đưa ra một hệ thống nhiều lớp giữ các thiết bị điện tử ở lớp dưới cùng và nâng khu vực phân phát cú đánh lên lớp trên cùng.

Bộ phận tùy chỉnh: Cắt laser

1. Cơ thể

BotTender bao gồm hai lớp chính xếp chồng lên nhau với khoảng cách vừa đủ để cho phép cắm dây vào arduino và breadboard. Trong khi lớp dưới cùng chủ yếu được sử dụng để gắn động cơ, bánh sau, bệ điện tử và giá đỡ pin vào thân, cũng như đóng vai trò như một đế cho chai, thì lớp trên cùng có một lỗ để ổn định chai và đủ không gian. cho cảm biến lực và các tấm của nó.

2. Tấm cảm biến lực

Các tấm cảm biến lực được thiết kế có tính đến nguyên lý hoạt động của cân nhà bếp. Cảm biến lực được gắn vào một lớp trên cùng và một lớp dưới cùng từ các lỗ bu lông của nó. Trên lớp trên cùng, một lớp khác được đặt để chỉ ra khe chính xác để đặt kính bắn và giữ cho nó ở đúng vị trí.

3. Giá đỡ cảm biến siêu âm và LCD

Giá đỡ LCD được thiết kế để giữ cho màn hình xoay 45 độ so với mặt đất, trong khi giá đỡ cảm biến siêu âm giữ cho cảm biến vuông góc và càng gần mặt đất càng tốt để dễ dàng phát hiện kính bắn.

4. Nắp chai

Chúng tôi đã thiết kế một nắp chai để giữ thức uống trong môi trường đóng kín nhưng vẫn cho phép ống dẫn và cáp bơm nước ra khỏi chai. Nắp có 2 lớp: Lớp trên cùng để giữ cố định ống và lớp dưới cùng để khóa nắp vào chai và cung cấp cho dây cáp máy bơm nước tiếp cận với arduino. Sau đó hai lớp này được gắn vào nhau bằng cách dùng các lỗ nhỏ tương ứng ở hai bên để lắp bu lông vào.

Bộ phận tùy chỉnh: in 3D

5. Power Bank Holder Đối với BotTender của chúng tôi, chúng tôi quyết định sử dụng một nguồn điện bên ngoài: một pin dự phòng. Do đó, chúng tôi cần một giá đỡ pin tùy chỉnh cho các kích thước của pin dự phòng mà chúng tôi đã chọn. Sau khi thiết kế mảnh trong Rhinoceros, chúng tôi in 3D nó bằng PLA đen. Các lỗ bu lông sau đó được mở bằng cách sử dụng một mũi khoan.