BotTender: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

BotTender, barmanský asistent, ktorý nalieva perfektný záber!

BotTender je autonómny robot, ktorý je navrhnutý s cieľom automatizovať tyče. Je umiestnená na vrchu lišty a detekuje brokové okuliare pred ňou. Akonáhle sú okuliare zistené, pristúpi k sklu a požiada zákazníkov, aby si okuliare položili na robota. Potom perfektný záber čaká na záber! Keď je nalievanie hotové, BotTender pokračuje v navigácii po lište, kým pomocou pohára nezistí ďalšieho zákazníka.

Projekt sa uskutočnil v rámci seminára Computational Design and Digital Fabrication v programe ITECH magisterský program.

Krok 1: Zoznam dielov

ELEKTRICKÉ KOMPONENTY

1. Navigácia:

• (2) Prevodové motory
• Ultrazvukový snímač vzdialenosti

2. Meranie hmotnosti:

• (5KG) Mikrozaťažovacia tyčová tyčová tyč (možno nájsť v kuchynskej váhe)
• Zosilňovač zaťažovacej bunky HX711

3. Zobrazenie:

• LCD obrazovka (4x20)
• Rozhranie LCD2004 I2C

4. Nalievanie:

• Mini ponorné vodné čerpadlo (DC motor 3-6V)
• 2n2222 tranzistor (EBC)
• 1K odpor
• 1N4007 diódový usmerňovač

5. Ostatné:

• Riadiaca doska Arduino UNO R3

• Mini Breadboard
• Balenie batérií
• Prepojovacie vodiče (M/M, F/F, F/M)
• Spájkovačka

DIZAJN

6. Off-the-shelf:

• (2) Kolesá + univerzálne koleso
• Sklenená nádoba (priemer 8 cm)
• Sklíčko (priemer 3,5 cm)
• 9 mm vodná trubica
• (30) Skrutky M3x16
• (15) Matice M3x16
• (4) Skrutky M3x50
• (5) Skrutky M3x5
• (2) Skrutky M5x16

7. Vlastné diely:

• Laserovo rezané na plexiskle 3,0 mm (25 cm x 50 cm): horná a dolná platforma podvozku robota, platforma Arduino a doska na chlieb, držiak LDC, držiak ultrazvukového senzora, horná a dolná plošina váhy, uzáver nádoby.
• 3D tlačené diely: držiak power banky

A…

VEĽA ALKOHOLU !!

Krok 2: Logika a nastavenie

1. Navigácia:

Navigácia v zariadení BotTender je riadená údajmi získanými z ultrazvukového senzora, ktorý je umiestnený pred robotom. Akonáhle je robot zapojený do zdroja energie, robot začne čítať vzdialenosť od odpalovaného skla a začne sa k nemu približovať. Akonáhle sa dostane do určitej vzdialenosti, zastaví sa a čaká, kým zákazník položí sklo na dosku silomera.

Komunikácia medzi jednosmernými motormi a Arduinom sa dosahuje pomocou IC ovládača motora L293D. Tento modul nám pomáha ovládať rýchlosť a smer otáčania dvoch jednosmerných motorov. Zatiaľ čo rýchlosť je možné ovládať pomocou techniky PWM (Pulse Width Modulation), smer je riadený pomocou H-mostíka.

Ak sa frekvencia impulzov zvýši, zvýši sa aj napätie aplikované na motory, čo má za následok, že motory rýchlejšie otáčajú kolesami.

Podrobnejšie informácie o použití mostíka H na ovládanie jednosmerných motorov nájdete tu.

2. Meranie hmotnosti:

Logika a obvod: Na načítanie signálu prijatého zo snímača hmotnosti použite zosilňovač s rovnou tyčou a dosku prevodníka HX711ADC. Pripojte ich k Arduinu a breadboardu podľa schémy zapojenia.

HX711 je pripojený k:

• GND: Breadboard (-)
• ÚDAJE: kolík 6 HODINY: kolík 2
• VCC: Breadboard (+)
• E+: Pripojené k ČERVENEJ silomeru
• E-: Pripojené k MODRÉMU
• A-: Pripojené k BIELEJ
• A+: Pripojené k ČIERNEJ
• B-: žiadne spojenia
• B+: žiadne spojenia

Zosilňovač umožňuje Arduinu detekovať zmeny odporu zo zaťažovacej bunky. Keď sa vyvinie tlak, elektrický odpor sa zmení v závislosti od aplikovaného tlaku.

Nastavenie: V našom prípade používame mikro zaťažovací článok (5 kg). Snímač zaťaženia má v hornej a spodnej časti 2 otvory a šípku označujúcu smer vychýlenia. Šípkou smerujúcou nadol pripevnite spodnú časť váhy k hornej platforme robota. Pripojte protiľahlý otvor v hornej časti silomera k hornému kusu váhy.

Po pripojení k Arduinu si stiahnite knižnicu zosilňovača HX711 v spodnej časti tejto stránky a nakalibrujte snímač zaťaženia pomocou nižšie uvedeného kalibračného náčrtu.

Stiahnite si knižnicu HX711:

Kalibračný náčrt:

3. Zobrazenie:

Logika a obvod: Pripojte obrazovku LCD (4x20) k rozhraniu I2C. Ak sú oddelené, je potrebné vykonať spájkovanie. Interfáza I2C pozostáva z dvoch signálov: SCL a SDA. SCL je hodinový signál a SDA je dátový signál. I2C je pripojený k:

• GND: Breadboard (-)
• VCC: Breadboard (+)
• SDA: kolík A4
• SCL: kolík A5

Stiahnite si knižnicu IC2:

4. Nalievanie:

Na pripojenie vodného čerpadla k Arduinu budete potrebovať tranzistor, 1K odpor a diódu. (Pozrite sa na schému zapojenia nižšie). Vodné čerpadlo sa aktivuje, keď snímač zaťaženia odčíta hmotnosť prázdneho pohára. Akonáhle je pohár plný, snímač zaťaženia odčíta hmotnosť a vypne vodné čerpadlo.

Krok 3: Schéma zapojenia

Krok 4: Kód

Krok 5: Návrh

Dizajnový zámer

Hlavným zámerom návrhu bolo použiť priehľadný materiál a zvýšiť prítomnosť elektroniky. To nám nielen pomáha rýchlejšie určiť problémy v obvode, ale tiež uľahčuje demontáž v prípade potreby opravy. Pretože pracujeme s alkoholom, bolo pre náš návrh kľúčové, aby bola elektronika a alkohol čo najmenej oddelené kompaktným spôsobom. Aby sme to dosiahli, integrovali sme výrobky z regálov do nášho prispôsobeného dizajnu. V dôsledku toho sme prišli s viacvrstvovým systémom, ktorý drží elektroniku v spodnej vrstve a povyšuje oblasť slúžiacu výstrelu na hornú vrstvu.

Vlastné diely: rezané laserom

1. Telo

BotTender sa skladá z dvoch hlavných vrstiev, ktoré sú na seba naukladané v dostatočnej vzdialenosti, aby bolo možné zapojiť vodiče do arduina a dosky na pečenie. Zatiaľ čo spodná vrstva sa používa hlavne na pripevnenie motorov, zadného kolesa, elektronickej platformy a držiaka batérie k telu a slúži tiež ako základ pre fľašu, horná vrstva obsahuje otvor na stabilizáciu fľaše a dostatočný priestor. pre snímač zaťaženia a jeho platne.

2. Vložte doštičky s bunkami

Platne silomerov sú navrhnuté tak, aby zohľadňovali princíp fungovania kuchynskej váhy. Snímač zaťaženia je pripevnený k hornej a spodnej vrstve z otvorov pre skrutky. Na hornú vrstvu je umiestnená ďalšia vrstva, aby sa naznačil presný otvor na vloženie skleneného skla a udržanie na mieste.

3. Držiak senzora LCD a ultrazvukového senzora

Podpora LCD je navrhnutá tak, aby udržiavala obrazovku otočenú o 45 stupňov od základnej roviny, zatiaľ čo držiak ultrazvukového senzora udržuje senzor kolmý a čo najbližšie k zemi, aby bolo možné ľahko detekovať sklenenú strelu.

4. Uzáver fľaše

Navrhli sme uzáver fľaše, ktorý udrží nápoj v uzavretom prostredí, ale napriek tomu umožní, aby káble trubice a vodného čerpadla vychádzali z fľaše. Uzáver má 2 vrstvy: hornú vrstvu, ktorá udrží tubu na mieste, a spodnú vrstvu, ktorá zaistí uzáver na fľaši a poskytne káblom vodného čerpadla prístup k arduinu. Tieto dve vrstvy sa potom navzájom spoja pomocou zodpovedajúcich malých otvorov na stranách na vloženie skrutiek.

Vlastné diely: 3D tlač

5. Držiak power bankyPre náš BotTender sme sa rozhodli použiť externý zdroj energie: power banku. Preto sme potrebovali prispôsobený držiak batérie pre rozmery napájacej banky, ktorú sme si vybrali. Po navrhnutí dielu v nosorožcovi sme ho 3D vytlačili pomocou čiernej PLA. Otvory pre skrutky sa potom otvorili pomocou vŕtačky.