Automatizovaná lišta: 7 kroků

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

Tento projekt si klade za cíl vyrobit levný automatizovaný prodejní systém nápojů pro použití ve špičkových spotřebitelských a komerčních aplikacích. Tradiční systémy v automatizaci tyčí využívají servomotory a velké tuhé kolejnice s plošinami poháněnými řemenem. Přestože jde o úžasný projekt pro kohokoli, tyto systémy mohou být nákladově náročné, vyvinuli jsme cenově dostupnější design, který je přátelštější pro výrobce.

Funkce

• Škálovatelné na jakýkoli sortiment lihovin/míchaček
• Integrace Google API pro hlasové řazení
• Rozsáhlá procházená databáze receptů

Hardware

• Raspberry Pi 3 Model B
• Levná struktura vytlačování hliníku
• 3D vytištěné přípravky PLA
• 9g servopohony

Krok 1: Seznam dílů a zdroje

Hardwarové požadavky byly shrnuty a předem navrženy pro vás. Stále však potřebujete přístup k některým zdrojům, které nejsou vždy snadno dostupné.

Budete potřebovat přístup k:

• 3D tiskárna
• Dremel nebo pásová pila
• Páječka

Poznámka: Následující díly a ceny jsou uvedeny v GBP a webové stránky mohou být zaměřeny na Spojené království, tyto části jsou však ve většině oblastí snadno dostupné. Některé materiály budou při objednání z Číny levnější

Komponenty rámu

• 8 x Optika a stojan Beaumont Spirit 25 ml: 18,32 GBP - CaterSpeed/Alibaba
• 5 metrů x trubka z PVC (6 mm x 8 mm): 5,29 GBP - ebay
• 20 x držáky 90 ° extruze: 7,16 GBP - ebay
• 20 x Drop T -Nut: 3,36 GBP - ebay
• 20 x M5 10 mm: 3,39 GBP - ebay
• Tuhý drát: 1,49 GBP - ebay
• 4 metry x Extruze hliníku (20 mm x 20 mm): 22,96 GBP -RS

• 1 x senzor GP2Y0D805Z0F, vzdálenost, 50 mm, digitální: 3,14 GBP - Farnell

Elektronické komponenty

• 1 x 1 kg zatěžovací buňka: 2,21 GBP - Amazon
• 8 x Micro Servo: 11,25 GBP - ebay
• 1 x snímač přiblížení - snímač GP2Y0D805Z0F, vzdálenost, 50 mm, digitální: 3,14 GBP - Farnell
• Drobné součásti najdete zde.

Krok 2: Elektronika a PCB

Kompletní schémata desek plošných spojů, fotomasky a kusovníky jsou k dispozici prostřednictvím komunity Altium CircuitMaker zde.

Konečné desky jsou dvouvrstvé, pod <100 x 100 mm a lze je získat za 0,20 $ za kus prostřednictvím prototypové služby JLCPCB.

Osazená deska poskytla následující základní funkce:

• 8x servo kanály
• 1x vstup zesilovače siloměru
• 1x digitální senzor přiblížení
• 2x Debug GPIO piny s LED diodami

Pro budoucí vývoj byly k dispozici také podložky pro:

• 8x Další servo kanály
• 4x univerzální vstupy ADC
• 1x Náhradní kanál zesilovače
• 2x Opto-izolované solenoidové měniče s 12V lištou

Krok 3: 3D tisk

Existují 4 různé části, které je třeba vytisknout.

• Servo držáky
• Optické klipy
• Držák senzoru přiblížení
• Držáky trubek z PVC

Je třeba vytisknout osm držáků a spon serva, jeden snímač přiblížení a dva držáky trubek. Soubory jsou k dispozici zde.

Dávkovací systémy fungují prostřednictvím 9g serva namontovaného na každé optice s kovovou vzpěrou, která jej spojuje se základnou pístu. Když se servo otáčí, mechanismus pístu je vytažen nahoru, zavírá plnicí linku k láhvi, otevírá dávkovací linku a umožňuje návrat vzduchu přes odpružený prvek v optice.

Potravinářské PVC trubice vycházejí z každé optiky a jsou drženy centrálně nad nádobou dvěma vyrovnávacími součástmi.

Za siloměrem je digitální snímač přiblížení zajišťující detekci šálku na desce, který je držen v poloze posuvným potištěným upevněním na vytlačování.

Součásti a soubory sestav aplikace Inventor jsou k dispozici s dalšími modely STL pro tištěné součásti. Součástí jsou také technické výkresy klíčových částí, které lze také odvodit z dokumentů vynálezce v měřítku mm.

Krok 4: Rámeček

1. Vystřihněte vytlačování na segmenty (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Sestavte do kvádru pomocí 90 stupňových závorek a T-matic v 90 stupňových spojích. Jako svislé sloupky použijte sekce 400 mm, přičemž jeden z profilů 300 mm ponechte volný, jak je znázorněno na obrázku.

3. Připojte 15 mm kus do středu dolního zadního průřezu.

4. Připevněte 3D tištěný senzor přiblížení a držák na pohár k 15mm části, jak je znázorněno na obrázku.

5. Epoxidujte desku na siloměr a přišroubujte na konec 15mm části pomocí T-matic a 20mm šroubů M5.

Krok 5: Optika

Aby mohla být optika ovládána servy, je třeba odstranit hlavní pružinu.

1. Odstraňte plastové pouzdro a velkou pružinu ze spodní části optiky.

2. Připojte 3D vytištěné díly a serva podle obrázku.

3. Připojte serva k základně pístu pomocí otvorů v ramenu serva a tištěné části pomocí tuhého drátu.

4. Připojte optiku ke stojanům a upněte je k rámu rovnoměrně rozmístěným, aby se zabránilo nerovnoměrnému zatížení.

Krok 6: Software

Veškerý software požadovaný pro tento projekt je k dispozici na našem githubu.

Software se skládá ze dvou hlavních částí: serveru a firmwaru. Firmware je zdrojový kód c ++, který se kompiluje do sdíleného objektu, který obsahuje automatizovanou logiku pruhů a interaguje se snímačem zatížení (HX711), servy a snímačem přiblížení. Adresář serveru obsahuje webový server python, který importuje sdílený objekt jako modul, jakmile přijme webhook z dialogflow, následně analyzuje a prostřednictvím vazby přistupuje k požadovanému chování.

Logika a chování

Chování automatizované lišty lze znázornit jako stavový stroj zobrazený výše. Jakmile je šálek vložen, je stroj připraven k objednávce, po obdržení začne dávkovat. Po dokončení se vrátí do připraveného stavu pro další nápoj a pokud bude šálek někdy vyjmut, vrátí se zpět na čekání na umístění. Detekci šálků provádí senzor přiblížení, který vrací booleovskou hodnotu podle toho, zda čte vysokou nebo nízkou hodnotu. Výdej je monitorován čidlem hmotnosti; jakmile webový server python obdrží objednávku, vypočítá požadovanou hmotnost pro výdej z požadovaného objemu a vyhledávací tabulky hustoty. Poté jsou nalezena serva namapovaná na tento nápoj a následně uvedena do činnosti, dokud se hmotnost neshoduje. Po dokončení vrátí server odpověď na dialogový tok, který uživateli oznámí, že jeho nápoj je připraven.

Krok 7: Nápověda a problémy

Doufáme, že se vám náš průvodce líbil, a rádi bychom věděli, jestli se ho rozhodnete postavit sami! Pokud máte nějaké problémy, neváhejte napsat komentář níže a my vám rádi pomůžeme.

Extra funkce na desce by vám měly umožnit rozšířit váš systém až o 16 různých složek nápojů a také přidat řadu dalších mechanických ovladačů nebo senzorů. Případně neváhejte přidat naše hardwarové nebo softwarové návrhové soubory a přidejte vlastní nápady! Rádi bychom viděli, co z toho může komunita udělat.

Děkujeme, že jste si našli čas na jeho přečtení, a přejeme vám vše nejlepší s vaším vlastním projektem: Eddy, Joe a Pete.