Автоматизирана лента: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Този проект има за цел да създаде евтина автоматизирана система за продажба на напитки за използване в потребителски и търговски приложения от висок клас. Традиционните системи в автоматизацията на щангите използват серво мотори и големи твърди релси с ремъчни платформи. Макар и страхотен проект за всеки, тези системи могат да бъдат прекалено скъпи, затова разработихме по-достъпен, удобен за производителите дизайн.

Характеристика

• Мащабируеми към всеки асортимент от спиртни напитки/миксер
• Интеграция с Google API за гласови поръчки
• Обширна обходена база данни с рецепти

Хардуер

• Raspberry Pi 3 Модел B
• Евтина екструдирана алуминиева структура
• 3D отпечатани PLA тела
• 9 g серво задвижвания

Стъпка 1: Списък на частите и ресурси

Хардуерните изисквания са абстрахирани и предварително проектирани за вас. Все пак имате нужда от достъп до някои ресурси, които не винаги са лесно достъпни.

Ще ви е необходим достъп до:

• 3D принтер
• Дремел или лентов трион
• Поялник

Забележка: Следните части и цени са в £ GBP и уебсайтовете може да са ориентирани към Обединеното кралство, но тези части са лесно достъпни в повечето области. Някои от материалите ще бъдат по -евтини, ако бъдат поръчани от Китай

Компоненти на рамката

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: £ 18.32 - CaterSpeed/Alibaba
• 5 метра x PVC тръба (6 мм x 8 мм): £ 5.29 - ebay
• 20 x Екструзионни 90 ° скоби: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T -Nut: £ 3.36 - ebay
• 20 x M5 10 мм: £ 3,39 - ebay
• Твърда тел: £ 1,49 - ebay
• 4 метра x алуминиева екструзия (20 мм х 20 мм): £ 22,96 -RS

• 1 x GP2Y0D805Z0F сензор, разстояние, 50 мм, цифров: £ 3,14 - Farnell

Електронни компоненти

• 1 x 1 кг Товарна клетка: £ 2,21 - Amazon
• 8 x Micro Servo: £ 11.25 - ebay
• 1 x сензор за близост - GP2Y0D805Z0F сензор, разстояние, 50 мм, цифров: £ 3,14 - Farnell
• Тук можете да намерите малки компоненти.

Стъпка 2: Електроника и печатни платки

Пълни схеми на печатни платки, фотомаски и спецификации са достъпни чрез общността на Altium CircuitMaker тук.

Окончателните дъски са двуслойни, под <100x100 мм и могат да бъдат получени за $ 0,20 на парче чрез услугата за прототипиране на JLCPCB.

Населената дъска предоставя следните основни характеристики:

• 8x серво канали
• 1x вход за усилвател на товарната клетка
• 1x вход за цифров сензор за близост
• 2x Debug GPIO щифтове със светодиоди

За бъдещо развитие бяха предвидени и подложки за:

• 8x Допълнителни серво канали
• 4x ADC входове за общо предназначение
• 1x Резервен канал за усилвател на натоварваща клетка
• 2x оптично изолирани соленоидни драйвери с 12V шина

Стъпка 3: 3D печат

Има 4 различни части, които трябва да бъдат отпечатани.

• Серво монтиране
• Оптични клипове
• Скоба на сензора за близост
• Поставки за PVC тръби

Трябва да бъдат отпечатани осем серво монтиращи и скоби, един сензор за близост и два държача за тръби. Файловете са достъпни тук.

Дозиращите системи работят чрез 9 g серво, монтирано на всяка оптика, с метална подпора, която го свързва с основата на буталото. Докато сервото се върти, буталният механизъм се издърпва нагоре, затваряйки пълнежната линия към бутилката, отваряйки разпределителната линия и позволявайки връщане на въздух чрез пружинен елемент в оптиката.

PVC тръбите за хранителни продукти излизат от всяка оптика и се държат централно над съда от двата подравняващи компонента.

Зад товарната клетка е цифров сензор за близост, осигуряващ откриване на чаша върху плочата, задържана на място чрез плъзгащ се отпечатан монтаж върху екструзията.

Предлагат се части за изобретател и файлове за сглобяване, с допълнителни STL модели за печатни компоненти. Включени са и технически чертежи за ключови части, които също могат да бъдат получени от документите на изобретателя в мм.

Стъпка 4: Рамка

1. Нарежете екструзията на сегменти (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Сглобете в куб с помощта на 90 градусови скоби и T-гайки на 90 градусови кръстовища. Използвайте 400 -милиметровите секции като вертикални стълбове, оставяйки една от 300 -милиметровите секции свободна, както е показано.

3. Свържете 15 -милиметровото парче към центъра на долната част на гърба.

4. Прикрепете 3D отпечатан сензор за близост и държач за чаши към 15 -милиметровата част, както е показано.

5. Епоксидна плоча към товарната клетка и закрепете с болтове до края на 15-милиметровия участък с помощта на Т-гайки и 20 мм болтове M5.

Стъпка 5: Оптика

За да може оптиката да се управлява от сервомоторите, основната пружина трябва да бъде премахната.

1. Извадете пластмасовия корпус и голямата пружина от долната част на оптиката.

2. Прикрепете 3D отпечатаните части и серво, както е показано.

3. Свържете сервомоторите към основата на буталото, през отворите в серво рамото и отпечатаната част, като използвате твърдия проводник.

4. Прикрепете оптиката към стойките и ги затегнете към рамката, разположена равномерно, за да избегнете неравномерно натоварване.

Стъпка 6: Софтуер

Целият софтуер, необходим за този проект, е достъпен на нашия github.

Софтуерът се състои от два основни раздела: сървър и фърмуер. Фърмуерът е изходният код на c ++, който се компилира към споделен обект, който съдържа автоматизирана логика на лентата и взаимодейства с клетката за натоварване (HX711), сервомоторите и сензора за близост. Директорията на сървъра съдържа уеб сървъра на python, който импортира споделения обект като модул, след като получи webhook от dialogflow, той впоследствие анализира и осъществява достъп до желаното поведение чрез свързването.

Логика и поведение

Поведението на автоматизираната лента може да бъде представено като машина на състоянието, показана по -горе. След като чашата е поставена, машината е готова за поръчка, след като я получи, тя ще започне да се раздава. Когато приключи, тя ще се върне в състояние на готовност за друга напитка и ако чашата бъде извадена, тя ще се върне към изчакване да бъде поставена. Откриването на чашата се извършва от сензора за близост, който връща булева стойност в зависимост от това дали чете високо или ниско. Разпределението се следи от сензора за тегло; след като уеб сървърът на python получи поръчка, той изчислява необходимото тегло, за да се освободи от необходимия обем и таблица за търсене на плътност. След това се намират сервоустройствата, картографирани към тази напитка, и впоследствие се задействат, докато теглото се компенсира. След като приключи, сървърът връща отговор на диалоговия поток, показващ на потребителя, че питието им е готово.

Стъпка 7: Помощ и проблеми

Надяваме се, че сте харесали нашето ръководство и бихме искали да знаем, ако решите да го изградите сами! Ако имате някакви проблеми, не се колебайте да оставите коментар по -долу и ние ще се радваме да ви помогнем.

Допълнителната функционалност на дъската трябва да ви позволи да разширите системата си до 16 различни компонента за напитки, както и да добавите редица други механични задвижвания или сензори. Като алтернатива, не се колебайте да раздвоите нашите хардуерни или софтуерни дизайнерски файлове и да добавите свои собствени идеи! Бихме искали да видим какво може да направи общността от това.

Благодарим ви, че отделихте време да прочетете това и ви желаем всичко най -добро със собствения ви проект: Еди, Джо и Пит.