Automatisert stang: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Dette prosjektet tar sikte på å produsere et billig automatisert drikkeautomatsystem for bruk i avanserte forbruker- og kommersielle applikasjoner. Tradisjonelle systemer innen stangautomasjon bruker servomotorer og store stive skinner med beltedrevne plattformer. Selv om et fantastisk prosjekt for alle disse systemene kan være uoverkommelige, så har vi utviklet en rimeligere, produsentvennlig design.

Funksjoner

• Skalerbar til ethvert utvalg av brennevin/mikser
• Google API -integrasjon for talebestilling
• Omfattende gjennomgått database med oppskrifter

Maskinvare

• Raspberry Pi 3 Model B
• Lavpris aluminium ekstrudering struktur
• 3D -trykte PLA -inventar
• 9g servo aktuatorer

Trinn 1: Deleliste og ressurser

Maskinvarekravene er blitt abstrakt og forhåndsdesignet for deg. Du trenger imidlertid fortsatt tilgang til noen ressurser som ikke alltid er lett tilgjengelige.

Du trenger tilgang til:

• 3D-skriver
• Dremel eller båndsag
• Loddejern

Merk: Følgende deler og priser er alle i GBP GBP og nettsteder kan være sentrert i Storbritannia, men disse delene er lett tilgjengelige i de fleste områder. Noen av materialene blir billigere hvis de bestilles fra Kina

Rammekomponenter

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: £ 18.32 - CaterSpeed/Alibaba
• 5 meter x PVC -rør (6 mm x 8 mm): £ 5,29 - ebay
• 20 x ekstrudering 90 ° braketter: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T -Nut: £ 3,36 - ebay
• 20 x M5 10mm: £ 3,39 - ebay
• Stiv tråd: £ 1,49 - ebay
• 4 meter x Ekstrudering av aluminium (20 mm x 20 mm): £ 22,96 -RS

• 1 x GP2Y0D805Z0F sensor, avstand, 50mm, digital: £ 3,14 - Farnell

Elektroniske komponenter

• 1 x 1 kg lastecelle: £ 2,21 - Amazon
• 8 x Micro Servo: £ 11,25 - ebay
• 1 x Nærhetssensor - GP2Y0D805Z0F sensor, avstand, 50mm, digital: £ 3,14 - Farnell
• Små skala komponenter finner du her.

Trinn 2: Elektronikk og kretskort

Fullstendig PCB -skjema, fotomasker og styklister er tilgjengelig gjennom Altium CircuitMaker -fellesskapet her.

De siste brettene er 2-lags, under <100x100 mm, og kan fås for $ 0,20 per stykke gjennom JLCPCBs prototypingstjeneste.

Det befolket styret ga følgende kjernefunksjoner:

• 8x Servokanaler
• 1x inngang for lastcelleforsterker
• 1x digital nærhetssensorinngang
• 2x Debug GPIO -pinner med lysdioder

For fremtidig utvikling ble det også gitt pads for:

• 8x Ekstra servokanaler
• 4x ADC -innganger for generelle formål
• 1x ekstra lastcelleforsterkerkanal
• 2x opto-isolerte magnetventiler med 12V skinne

Trinn 3: 3D -utskrift

Det er 4 forskjellige deler som må skrives ut.

• Servofester
• Optiske klipp
• Nærhetssensorbrakett
• PVC -rørholdere

Åtte servofester og klips, en nærhetssensor og to rørholdere må skrives ut. Filene er tilgjengelige her.

Utleveringssystemene opererer gjennom en 9g servo montert på hver optikk, med en metallstiver som forbinder den med bunnen av stempelet. Når servoen roterer, trekkes stempelmekanismen oppover, lukker fyllelinjen til flasken, åpner dispenserlinjen og tillater luftretur via et fjærende element i optikken.

Matrør PVC -rør går fra hver optikk og holdes sentralt over beholderen av de to justerende komponentene.

Bak lastcellen er en digital nærhetssensor som gir påvisning av en kopp på platen, holdt på plass av en glidende trykt montering på ekstruderingen.

Inventor -deler og monteringsfiler leveres med flere STL -modeller for trykte komponenter. Tekniske tegninger for nøkkeldeler er også inkludert, og kan også hentes fra oppfinnerdokumentene i mm -skala.

Trinn 4: Ramme

1. Skjær ekstruderingen i segmenter (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Monter til en kubisk med 90 graders braketter og T-nøtter ved 90 graders kryss. Bruk 400 mm seksjoner som de vertikale stolpene, og la en av 300 mm seksjoner være fri som vist.

3. Koble 15 mm -stykket til midten av tverrsnittet i korsryggen.

4. Fest 3D -trykt nærhetssensor og koppholder til 15 mm delen som vist.

5. Epokser platen til lastcellen og bolt til enden av 15 mm-delen med T-muttere og 20 mm M5-bolter.

Trinn 5: Optikk

For at optikken skal betjenes av servoene, må hovedfjæren fjernes.

1. Fjern plasthuset og den store fjæren fra den nedre delen av optikken.

2. Fest 3D -trykte deler og servoer som vist.

3. Koble servoene til bunnen av stempelet, gjennom hullene i servoarmen og den trykte delen, ved hjelp av den stive ledningen.

4. Fest optikken på stativene og fest dem til rammen jevnt fordelt for å unngå ujevn belastning.

Trinn 6: Programvare

All programvaren som kreves for dette prosjektet er tilgjengelig på vår github.

Programvaren består av to hoveddeler: serveren og fastvaren. Firmware er kildekoden c ++ som kompileres til et delt objekt som inneholder den automatiske strekklogikken og samhandler med lastcellen (HX711), servoer og nærhetssensor. Serverkatalogen inneholder en python -webserver som importerer det delte objektet som en modul, når den mottar en webhook fra dialogflyten, analyseres den og får tilgang til ønsket oppførsel gjennom bindingen.

Logikk og atferd

Oppførselen til den automatiserte linjen kan representeres som en tilstandsmaskin som er vist ovenfor. Når en kopp er plassert, er maskinen klar for en bestilling, og når den er mottatt, begynner den å dispensere. Når den er ferdig, går den tilbake til klar tilstand for en annen drink, og hvis koppen noen gang er fjernet, går den tilbake til den venter på at den skal plasseres. Koppdeteksjonen utføres av nærhetssensoren som returnerer en boolsk verdi avhengig av om den leser høyt eller lavt eller ikke. Dispensasjon overvåkes av vektføleren; når python -webserveren mottar en ordre, beregner den den nødvendige vekten for å dispensere fra det nødvendige volumet og en tetthet -oppslagstabell. Servoene som er kartlagt til drikken, blir deretter funnet og deretter aktivert til vekten er tilpasset. Når den er fullført, returnerer serveren et svar på dialogflyten som indikerer for brukeren at drikken er klar.

Trinn 7: Hjelp og problemer

Vi håper du likte guiden vår, og vi vil gjerne vite om du bestemmer deg for å bygge den selv! Hvis du har problemer, vær så snill å legge igjen en kommentar nedenfor, så hjelper vi deg gjerne.

Den ekstra funksjonaliteten på brettet bør tillate deg å utvide systemet ditt til 16 forskjellige drikkekomponenter, samt legge til en rekke andre mekaniske aktuatorer eller sensorer. Alternativt kan du forkle enten maskinvare- eller programvaredesignfiler og legge til dine egne ideer! Vi vil gjerne se hva samfunnet kan gjøre med dette.

Takk for at du tok deg tid til å lese dette, og vi ønsker deg alt godt med ditt eget prosjekt: Eddy, Joe og Pete.