Automatiseret stang: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Dette projekt sigter mod at producere et billigt automatiseret system til salg af drikkevarer til brug i avancerede forbruger- og kommercielle applikationer. Traditionelle systemer inden for stangautomation udnytter servomotorer og store stive skinner med remdrevne platforme. Selvom et fantastisk projekt for alle kan være disse systemer kan være uoverkommelige, så har vi udviklet et mere overkommeligt, producentvenligt design.

Funktioner

• Kan skaleres til ethvert sortiment af spiritus/mixer
• Google API -integration til stemmebestilling
• Omfattende gennemgået database med opskrifter

Hardware

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

Trin 1: Deleliste og ressourcer

Hardwarekravene er blevet abstraheret og forhåndsdesignet til dig. Du har dog stadig brug for adgang til nogle ressourcer, der ikke altid er let tilgængelige.

Du skal bruge adgang til:

• 3D-printer
• Dremel eller båndsav
• Loddekolbe

Bemærk: Følgende dele og priser er alle i GBP GBP, og websteder kan være centreret i Storbritannien, men disse dele er let tilgængelige i de fleste områder. Nogle af materialerne vil være billigere, hvis de bestilles fra Kina

Ramme komponenter

• 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 ° beslag: 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 Aluminiumekstrudering (20mmx20mm): £ 22,96 -RS

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

Elektroniske komponenter

• 1 x 1 kg Vejecelle: 2,21 £ - Amazon
• 8 x Micro Servo: £ 11,25 - ebay
• 1 x Nærhedsføler - GP2Y0D805Z0F sensor, afstand, 50mm, digital: £ 3,14 - Farnell
• Små skala komponenter kan findes her.

Trin 2: Elektronik og printkort

Fuld PCB -skemaer, fotomasker og styklister er tilgængelige via Altium CircuitMaker -fællesskabet her.

De sidste plader er 2-lags, under <100x100mm, og kan fås for $ 0,20 pr. Stykke gennem JLCPCB's prototypetjeneste.

Det befolket bord gav følgende kerneegenskaber:

• 8x Servokanaler
• 1x Load celle forstærker input
• 1x digital nærhedssensorindgang
• 2x Debug GPIO -ben med LED'er

Til fremtidig udvikling blev der også tilvejebragt puder til:

• 8x Ekstra servokanaler
• 4x ADC -indgange til generelle formål
• 1x ekstra belastningscelleforstærkerkanal
• 2x opto-isolerede magnetventiler med 12V skinne

Trin 3: 3D -udskrivning

Der er 4 forskellige dele, der skal udskrives.

• Servo beslag
• Optiske klip
• Nærhedsføler beslag
• PVC -rørholdere

Otte servomontager og clips, en nærhedssensor og to rørholdere skal udskrives. Filerne er tilgængelige her.

Dispenseringssystemerne fungerer via en 9g servo monteret på hver optik, med en metalstiver, der forbinder den med bunden af stemplet. Når servoen roterer, trækkes stemplemekanismen opad, lukker fyldelinjen til flasken, åbner dispenserlinjen og tillader luftretur via et affjedret element inden i optikken.

Fødevarekvalitets PVC -rør løber fra hver optik og holdes centralt over beholderen af de to justerende komponenter.

Bag vejecellen er en digital nærhedssensor, der giver detektion af en kop på pladen, der holdes på plads af en glidende trykt montering på ekstruderingen.

Opfinderdele og samlingsfiler leveres med yderligere STL -modeller til udskrevne komponenter. Tekniske tegninger til nøgledele er også inkluderet og kan også udledes af opfinderdokumenterne i mm -skala.

Trin 4: Ramme

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

2. Saml til en kubus ved hjælp af 90 graders beslag og T-møtrikker ved 90 graders kryds. Brug 400 mm sektionerne som de lodrette stolper, og lad en af de 300 mm sektioner være fri som vist.

3. Tilslut 15 mm -stykket til midten af den nedre del af ryggen.

4. Fastgør 3D -trykt nærhedsføler og kopholder til 15 mm sektionen som vist.

5. Epoxy pladen til vejecellen og bolt til enden af 15 mm sektionen ved hjælp af T-møtrikker og 20 mm M5 bolte.

Trin 5: Optik

For at optikken kan betjenes af servoerne, skal hovedfjederen fjernes.

1. Fjern plasthuset og den store fjeder fra den nederste del af optikken.

2. Fastgør de 3D -udskrevne dele og servoer som vist.

3. Tilslut servoerne til bunden af stemplet gennem hullerne i servoarmen og den trykte del ved hjælp af den stive ledning.

4. Fastgør optikken til stativerne, og spænd dem fast i rammen jævnt fordelt for at undgå ujævne belastninger.

Trin 6: Software

Al den software, der kræves til dette projekt, er tilgængelig på vores github.

Softwaren består af to hovedafsnit: serveren og firmwaren. Firmware er c ++ - kildekoden, der kompileres til et delt objekt, der indeholder den automatiserede streglogik og interagerer med vejecellen (HX711), servoer og nærhedsføler. Servermappen indeholder en python -webserver, der importerer det delte objekt som et modul, når den først modtager et webhook fra dialogflow, analyseres den og får adgang til den ønskede adfærd gennem bindingen.

Logik og adfærd

Den automatiserede søjles adfærd kan repræsenteres som en tilstandsmaskine vist ovenfor. Når en kop er anbragt, er maskinen klar til en ordre, når den er modtaget, begynder den at aflevere. Når den er færdig, går den tilbage til en klar tilstand for en anden drink, og hvis koppen nogensinde er fjernet, går den tilbage til at vente på, at den skal placeres. Kopdetektionen udføres af nærhedssensoren, der returnerer en boolsk værdi, afhængigt af om den læser højt eller lavt eller ej. Dispensation overvåges af vægtsensoren; når python -webserveren modtager en ordre, beregner den den nødvendige vægt for at dispensere fra det krævede volumen og en tæthedsopslagstabel. Servoerne, der er tilknyttet den pågældende drink, findes derefter og aktiveres efterfølgende, indtil vægten matches. Når den er færdig, returnerer serveren et svar på dialogflow, der angiver brugeren, at deres drink er klar.

Trin 7: Hjælp og problemer

Vi håber, at du har nydt vores guide, og vi vil meget gerne vide, om du beslutter dig for at bygge den selv! Hvis du har problemer, er du velkommen til at smide en kommentar herunder, og vi hjælper dig gerne.

Den ekstra funktionalitet på tavlen skal give dig mulighed for at udvide dit system op til 16 forskellige drikkekomponenter samt tilføje en række andre mekaniske aktuatorer eller sensorer. Alternativt er du velkommen til at forkaste enten vores hardware- eller software -designfiler og tilføje dine egne ideer! Vi vil meget gerne se, hvad samfundet kan gøre af dette.

Tak fordi du tog dig tid til at læse dette igennem, og vi ønsker dig alt det bedste med dit eget projekt: Eddy, Joe og Pete.