BotTender: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

BotTender, barmanský asistent, který nalije perfektní záběr!

BotTender je autonomní robot, který je navržen s cílem automatizace tyčí. Je umístěn na horní části lišty a detekuje sklenice před ní. Jakmile jsou brýle detekovány, přiblíží se ke sklu a požádá zákazníky, aby své brýle položili na robota. Pak čeká na pořízení perfektní snímek! Když je nalévání hotové, BotTender pokračuje v navigaci podél lišty, dokud pomocí sklenice nerozpozná dalšího zákazníka.

Projekt probíhal v rámci semináře Computational Design and Digital Fabrication v rámci programu ITECH magisterské studium.

Krok 1: Seznam dílů

ELEKTRICKÉ KOMPONENTY

1. Navigace:

• (2) Převodové motory
• Ultrazvukový snímač vzdálenosti

2. Měření hmotnosti:

• (5KG) Přímočarý typ siloměru (lze nalézt v kuchyňské váze)
• Zesilovač zatížení buňky HX711

3. Zobrazení:

• LCD obrazovka (4x20)
• Rozhraní LCD2004 I2C

4. Lití:

• Mini ponorné vodní čerpadlo (stejnosměrný motor 3-6V)
• 2n2222 Tranzistor (EBC)
• 1K odpor
• 1N4007 Diodový usměrňovač

5. Ostatní:

• Deska řadiče Arduino UNO R3

• Mini prkénko
• Balíček baterií
• Propojovací vodiče (M/M, F/F, F/M)
• Páječka

DESIGN

6. Off-the-shelf:

• (2) Kola + univerzální kolo
• Skleněná dóza (průměr 8 cm)
• Sklíčko (průměr 3,5 cm)
• 9mm vodní trubice
• (30) Šrouby M3x16
• (15) Matice M3x16
• (4) Šrouby M3x50
• (5) Šrouby M3x5
• (2) Šrouby M5x16

7. Vlastní díly:

• Laserové řezání na plexisklo 3,0 mm (25 cm x 50 cm): horní a spodní platforma šasi robota, platforma Arduino a prkénko, držák LDC, držák ultrazvukového senzoru, horní a spodní plošina váhy, víčko nádoby.
• 3D tištěné díly: Držák power banky

A…

HODNĚ ALKOHOLU !

Krok 2: Logika a nastavení

1. Navigace:

Navigace zařízení BotTender je řízena údaji získanými z ultrazvukového senzoru umístěného před robotem. Jakmile je robot připojen ke zdroji energie, robot začne číst vzdálenost od odpalovaného skla a začne se k němu přibližovat. Když dosáhne určité vzdálenosti, zastaví se a čeká, až zákazník položí sklo na desku siloměru.

Komunikace mezi stejnosměrnými motory a Arduinem je zajištěna pomocí IC ovladače motoru L293D. Tento modul nám pomáhá řídit rychlost a směr otáčení dvou stejnosměrných motorů. Zatímco rychlost lze ovládat pomocí techniky PWM (Pulse Width Modulation), směr je řízen pomocí H-můstku.

Pokud se frekvence impulzů zvýší, zvýší se také napětí aplikované na motory, což má za následek, že motory otáčejí kola rychleji.

Podrobnější informace o používání H Bridge k ovládání stejnosměrných motorů naleznete zde.

2. Měření hmotnosti:

Logika a obvod: Pomocí snímače s přímou tyčí a deskou převodníku HX711ADC zesilte přijímaný signál ze snímače hmotnosti. Připojte je k Arduinu a prkénku podle schématu zapojení.

HX711 je připojen k:

• GND: Breadboard (-)
• DATA: pin 6 CLOCK: pin 2
• VCC: Breadboard (+)
• E+: Připojeno k ČERVENÉ zátěžové buňce
• E-: Připojeno k MODRÉ
• A-: Připojeno k BÍLÉ
• A+: Připojeno k ČERNÉ
• B-: žádná připojení
• B+: žádná spojení

Zesilovač umožňuje Arduinu detekovat změny odporu ze snímače zatížení. Když je aplikován tlak, elektrický odpor se změní v závislosti na aplikovaném tlaku.

Nastavení: V našem případě používáme mikrozásobník (5KG). Snímač siloměru má nahoře a dole 2 otvory a šipku označující směr vychýlení. Šipkou směřující dolů připevněte spodní část váhy k horní platformě robota. Připevněte opačný otvor v horní části siloměru k hornímu dílu váhy.

Po připojení k Arduinu si stáhněte knihovnu pro zesilovač HX711 v dolní části této stránky a nakalibrujte siloměr pomocí níže uvedeného kalibračního náčrtu.

Stáhněte si knihovnu HX711:

Kalibrační skica:

3. Zobrazení:

Logika a obvod: Připojte obrazovku LCD (4x20) k rozhraní I2C. Pokud je oddělené, je třeba provést pájení. Mezifáze I2C se skládá ze dvou signálů: SCL a SDA. SCL je hodinový signál a SDA je datový signál. I2C je připojen k:

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

Stáhněte si knihovnu IC2:

4. Lití:

K připojení vodního čerpadla k Arduinu budete potřebovat tranzistor, 1K odpor a diodu. (Viz schéma zapojení níže). Vodní čerpadlo se aktivuje, když siloměr přečte hmotnost prázdné sklenice. Jakmile je sklenice plná, siloměr přečte hmotnost a vypne vodní čerpadlo.

Krok 3: Schéma zapojení

Krok 4: Kód

Krok 5: Design

Záměr záměru

Hlavním záměrem návrhu bylo použít průhledný materiál a zlepšit přítomnost elektroniky. To nám nejen pomáhá rychleji určit problémy v obvodu, ale také usnadňuje demontáž v případě potřeby opravy. Vzhledem k tomu, že pracujeme s alkoholem, bylo pro náš návrh klíčové, aby elektronika a alkohol byly co nejméně oddělené kompaktním způsobem. Abychom toho dosáhli, integrovali jsme mimo regálové produkty náš přizpůsobený design. V důsledku toho jsme přišli s vícevrstvým systémem, který udržuje elektroniku na spodní vrstvě a povyšuje oblast sloužící výstřelu na horní vrstvu.

Vlastní díly: řezané laserem

1. Tělo

BotTender se skládá ze dvou hlavních vrstev naskládaných na sebe v dostatečné vzdálenosti, aby bylo možné zapojit vodiče do arduina a prkénka. Zatímco spodní vrstva se používá hlavně k připevnění motorů, zadního kola, platformy elektroniky a držáku baterie k tělu a zároveň slouží jako základna pro láhev, horní vrstva obsahuje otvor pro stabilizaci láhve a dostatečný prostor pro siloměr a jeho desky.

2. Vložte destičky buněk

Desky siloměrů jsou navrženy s ohledem na pracovní princip kuchyňské váhy. Snímač zatížení je připevněn k horní a spodní vrstvě z otvorů pro šrouby. Přes horní vrstvu je umístěna další vrstva, aby se označil přesný otvor pro vložení sklenice a její udržení na místě.

3. Držák LCD a ultrazvukového senzoru

Podpora LCD je navržena tak, aby udržovala obrazovku otočenou o 45 stupňů od základní roviny, zatímco držák ultrazvukového senzoru udržuje senzor kolmý a co nejblíže k zemi, aby bylo možné snadno detekovat skleněné střely.

4. Uzávěr lahve

Navrhli jsme víčko lahve, které by drželo nápoj v uzavřeném prostředí, ale přesto umožňovalo vycházet z trubice kabely trubice a vodní pumpy. Uzávěr má 2 vrstvy: vrchní vrstvu, která udrží zkumavku na místě, a spodní vrstvu, která zajistí uzávěr na láhvi a poskytne kabelům vodní pumpy přístup k arduinu. Tyto dvě vrstvy jsou poté navzájem spojeny pomocí odpovídajících malých otvorů na bocích pro vložení šroubů.

Vlastní díly: 3D tisk

5. Držák power banky Pro náš BotTender jsme se rozhodli použít externí zdroj energie: power banku. Proto jsme potřebovali přizpůsobený držák baterie pro rozměry powerbanky, kterou jsme si vybrali. Po navržení kusu v Rhinoceros jsme jej 3D vytiskli pomocí černé PLA. Otvory pro šrouby se poté otevřely pomocí vrtáku.