Automatizovaná lišta: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Tento projekt si kladie za cieľ vytvoriť nízkonákladový automatizovaný predajný systém nápojov na použitie v špičkových spotrebiteľských a komerčných aplikáciách. Tradičné systémy v tyčovej automatizácii využívajú servomotory a veľké tuhé koľajnice s plošinami poháňanými pásom. Aj keď je to úžasný projekt pre kohokoľvek, tieto systémy môžu byť finančne náročné, vyvinuli sme cenovo dostupnejší dizajn, ktorý je priateľskejší výrobcom.

Vlastnosti

• Škálovateľné na akýkoľvek sortiment liehovín/mixérov
• Integrácia rozhrania Google API pre hlasové poradie
• Rozsiahla prehľadaná databáza receptov

Hardvér

• Raspberry Pi 3 Model B
• Cenovo dostupná hliníková extrúzna štruktúra
• Zariadenia PLA s 3D tlačou
• 9g servopohony

Krok 1: Zoznam náhradných dielov a zdroje

Hardvérové požiadavky boli zhrnuté a vopred navrhnuté pre vás. Stále však potrebujete prístup k niektorým zdrojom, ktoré nie sú vždy ľahko dostupné.

Budete potrebovať prístup k:

• 3D tlačiareň
• Dremel alebo pásová píla
• Spájkovačka

Poznámka: Nasledujúce diely a ceny sú uvedené v GBP a webové stránky môžu byť zamerané na Spojené kráľovstvo, tieto diely sú však vo väčšine oblastí ľahko dostupné. Niektoré materiály budú pri objednávke z Číny lacnejšie

Komponenty rámu

• 8 x Optika a stojan Beaumont Spirit 25 ml: 18,32 GBP - CaterSpeed/Alibaba
• 5 metrov x rúrka z PVC (6 mm x 8 mm): 5,29 GBP - ebay
• 20 x držiak na extrúziu 90 °: 7,16 GBP - ebay
• 20 x Drop T -Nut: 3,36 GBP - ebay
• 20 x M5 10 mm: 3,39 GBP - ebay
• Tuhý drôt: 1,49 libry - ebay
• 4 metre x extrúzia hliníka (20 mm x 20 mm): 22,96 GBP -RS

• 1 x senzor GP2Y0D805Z0F, vzdialenosť, 50 mm, digitálny: 3,14 GBP - Farnell

Elektronické komponenty

• 1 x 1 kg záťažová bunka: 2,21 GBP - Amazon
• 8 x Micro Servo: 11,25 GBP - ebay
• 1 x Senzor priblíženia - senzor GP2Y0D805Z0F, vzdialenosť, 50 mm, digitálny: 3,14 GBP - Farnell
• Malé súčiastky nájdete tu.

Krok 2: Elektronika a DPS

Kompletné schémy DPS, fotomasky a kusovníky sú k dispozícii prostredníctvom komunity Altium CircuitMaker tu.

Konečné dosky sú 2-vrstvové, pod <100 x 100 mm a je možné ich získať za 0,20 dolára za kus prostredníctvom prototypovacej služby JLCPCB.

Osídlená doska ponúka nasledujúce základné funkcie:

• 8x servo kanály
• 1x vstup zosilňovača zaťažovacích buniek
• 1x vstup digitálneho senzora priblíženia
• 2x Debug GPIO piny s LED diódami

Pre budúci vývoj boli podložky poskytnuté aj pre:

• 8x Ďalšie servo kanály
• 4x vstupy ADC na všeobecné použitie
• 1x Náhradný kanál zosilňovača zaťažených buniek
• 2x Opto-izolované solenoidové meniče s lištou 12V

Krok 3: 3D tlač

Existujú 4 rôzne časti, ktoré je potrebné vytlačiť.

• Servo držiaky
• Optické klipy
• Konzola snímača priblíženia
• Držiaky na rúrky z PVC

Je potrebné vytlačiť osem držiakov a klipov pre servo, jeden snímač priblíženia a dva držiaky rúrok. Súbory sú k dispozícii tu.

Dávkovacie systémy fungujú prostredníctvom 9 g serva namontovaného na každej optike s kovovou vzperou, ktorá ho spája so základňou piestu. Keď sa servo otáča, piestový mechanizmus je vytiahnutý nahor, zatvára sa plniaca linka k fľaši, otvára sa dávkovacia linka a umožňuje návrat vzduchu cez odpružený prvok v optike.

Potravinárske PVC rúrky vychádzajú z každej optiky a sú držané v strede nad nádobou dvoma zarovnávacími komponentmi.

Za silomerom je digitálny snímač priblíženia, ktorý zaisťuje detekciu šálky na doske, držanej v polohe posuvným tlačeným upevnením na vytláčaní.

K dispozícii sú diely a montážne súbory aplikácie Inventor s ďalšími modelmi STL pre tlačené súčiastky. Technické výkresy pre kľúčové diely sú tiež zahrnuté a môžu byť tiež odvodené z dokumentov vynálezcu v mierke mm.

Krok 4: Rám

1. Extrúziu rozrežte na segmenty (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Zostavte do kvádra pomocou 90 stupňových zátvoriek a T-matíc v 90 stupňových spojoch. Ako zvislé stĺpiky použite sekcie 400 mm, pričom jednu z sekcií 300 mm nechajte voľnú, ako je znázornené na obrázku.

3. Pripojte 15 mm kus do stredu dolného chrbtového prierezu.

4. Pripojte 3D tlačený snímač priblíženia a držiak na poháre k 15 mm časti podľa obrázku.

5. Epoxidujte platňu na silomer a priskrutkujte na koniec 15 mm časti pomocou T-matíc a 20 mm skrutiek M5.

Krok 5: Optika

Aby mohla optika ovládať serva, je potrebné odstrániť hlavnú pružinu.

1. Odstráňte plastové puzdro a veľkú pružinu zo spodnej časti optiky.

2. Pripojte 3D tlačené diely a serva podľa obrázku.

3. Pripojte serva k základni piestu cez otvory v ramene serva a tlačenej časti pomocou tuhého drôtu.

4. Optiku pripevnite k stojanom a rovnomerne rozmiestnite na rám, aby ste predišli nerovnomernému zaťaženiu.

Krok 6: Softvér

Všetok softvér potrebný pre tento projekt je k dispozícii na našom github.

Softvér sa skladá z dvoch hlavných sekcií: server a firmvér. Firmvér je zdrojový kód c ++, ktorý sa kompiluje do zdieľaného objektu, ktorý obsahuje automatizovanú logiku pruhov a interaguje so snímačom zaťaženia (HX711), servami a snímačom priblíženia. Adresár servera obsahuje webový server python, ktorý importuje zdieľaný objekt ako modul, akonáhle prijme webhook z dialógového toku, následne ho analyzuje a prostredníctvom väzby pristupuje k požadovanému správaniu.

Logika a správanie

Správanie automatizovanej lišty môže byť reprezentované ako stavový stroj zobrazený vyššie. Akonáhle je pohár umiestnený, je prístroj pripravený na objednávku, po prijatí začne vydávať. Po dokončení sa vráti do pripraveného stavu na ďalší nápoj a ak bude pohár niekedy vybratý, vráti sa späť na čakanie na umiestnenie. Detekcia pohárov sa vykonáva senzorom priblíženia, ktorý vracia booleovskú hodnotu v závislosti od toho, či číta vysokú alebo nízku hodnotu. Výdavky sú monitorované snímačom hmotnosti; akonáhle webový server python dostane objednávku, vypočíta požadovanú hmotnosť na výdaj z požadovaného objemu a vyhľadávaciu tabuľku hustoty. Servá namapované na tento nápoj sa potom nájdu a následne uvedú do činnosti, kým sa hmotnosť nezhoduje. Po dokončení server vráti odpoveď na tok tokov, ktorý používateľovi oznámi, že jeho nápoj je pripravený.

Krok 7: Pomoc a problémy

Dúfame, že sa vám náš sprievodca páčil, a chceli by sme vedieť, či sa ho rozhodnete postaviť sami! Ak máte nejaké problémy, neváhajte zanechať komentár nižšie a my vám radi pomôžeme.

Extra funkcie na doske by vám mali umožniť rozšíriť váš systém až o 16 rôznych súčastí nápojov a tiež pridať množstvo ďalších mechanických pohonov alebo senzorov. Prípadne neváhajte pridať naše súbory hardvéru alebo softvéru a pridajte svoje nápady! Radi by sme videli, čo si o tom môže komunita myslieť.

Ďakujeme, že ste si našli čas na prečítanie tohto dokumentu, a želáme vám všetko najlepšie s vašim vlastným projektom: Eddy, Joe a Pete.