BotTender: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

BotTender, un asistent de barman care toarnă lovitura perfectă!

BotTender este un robot autonom conceput cu scopul automatizării barelor. Acesta este așezat deasupra barei și detectează ochelarii din față. Odată ce ochelarii sunt detectați, acesta se apropie de sticlă și cere clienților să își așeze ochelarii pe robot. Apoi, fotografia perfectă așteaptă să fie făcută! Când se termină turnarea, BotTender continuă să navigheze de-a lungul barei până când detectează următorul client cu un pahar.

Proiectul derulat ca parte a seminarului Computațional de proiectare și fabricare digitală în cadrul programului de masterat ITECH.

Pasul 1: Lista pieselor

COMPONENTE ELECTRICE

1. Navigare:

• (2) Motoare cu angrenaje
• Senzor de distanță cu ultrasunete

2. Măsurarea greutății:

• (5 kg) celulă de sarcină micro tip bară dreaptă (se găsește într-o cântare de bucătărie)
• HX711 Amplificator de celule de încărcare

3. Afișare:

• Ecran LCD (4x20)
• Interfață LCD2004 I2C

4. Turnare:

• Mini pompă submersibilă de apă (motor DC 3-6V)
• 2n2222 tranzistor (EBC)
• Rezistor 1K
• 1N4007 redresor cu diode

5. Altele:

• Placa de control Arduino UNO R3

• Mini Breadboard
• Acumulator
• Sârme jumper (M / M, F / F, F / M)
• Ciocan de lipit

PROIECTA

6. Off-the-raft:

• (2) Roți + roată universală
• Borcan de sticlă (diametru 8cm)
• Shot Glass (3,5cm diametru)
• Tub de apă de 9 mm
• (30) Șuruburi M3x16
• (15) Piulițe M3x16
• (4) Șuruburi M3x50
• (5) Șuruburi M3x5
• (2) Șuruburi M5x16

7. Piese personalizate:

• Decupat cu laser pe plexiglas de 3,0 mm (25cm x 50cm): platforme superioare și inferioare ale șasiului robotului, platformă Arduino și panou de bord, suport LDC, suport senzor cu ultrasunete, platforme scară superioară și inferioară, capac de jar.
• Piese tipărite 3D: Suport bancă de alimentare

ȘI…

MULTE ALCOL !

Pasul 2: Logică și configurare

1. Navigare:

Navigarea prin BotTender este controlată de datele preluate de la senzorul cu ultrasunete care este plasat în fața robotului. De îndată ce robotul este conectat la sursa de alimentare, robotul începe să citească distanța până la sticla și începe să se apropie de el. Când ajunge la o anumită distanță, se oprește și așteaptă ca clientul să pună sticla pe placa celulei de încărcare.

Comunicația dintre motoarele de curent continuu și Arduino este realizată prin utilizarea driverului de motor L293D IC. Acest modul ne ajută să controlăm viteza și direcția de rotație a două motoare de curent continuu. În timp ce viteza poate fi controlată utilizând tehnica PWM (Pulse Width Modulation), direcția este controlată folosind un H-Bridge.

Dacă frecvența impulsurilor crește, crește și tensiunea aplicată motoarelor, rezultând prin rotirea mai rapidă a roților.

Informații mai detaliate despre utilizarea podului H pentru controlul motoarelor de curent continuu pot fi găsite aici.

2. Măsurarea greutății:

Logică și circuit: Utilizați o celulă de încărcare de tip bară dreaptă și o placă de conversie HX711ADC pentru a amplifica semnalul primit din senzorul de greutate. Conectați-le la Arduino și panoul de măsurare așa cum este indicat în schema circuitului.

HX711 este conectat la:

• GND: Breadboard (-)
• DATE: pin 6 Ceas: pin 2
• VCC: Breadboard (+)
• E +: Conectat la RED al celulei de încărcare
• E-: Conectat la ALBASTRU
• A-: Conectat la ALB
• A +: conectat la BLACK
• B-: fără conexiuni
• B +: fără conexiuni

Amplificatorul permite Arduino să detecteze schimbările de rezistență din celula de încărcare. Când se aplică presiune, rezistența electrică se va schimba ca răspuns la presiunea aplicată.

Configurare: În cazul nostru, folosim o celulă de microîncărcare (5 kg). Celula de încărcare are 2 găuri în partea de sus și de jos și o săgeată care indică direcția de deviere. Cu săgeata îndreptată în jos, atașați partea inferioară a scalei pe platforma superioară a robotului. Atașați gaura opusă a vârfului celulei de încărcare la partea superioară a cântarului.

Odată conectat la Arduino, descărcați biblioteca pentru amplificatorul HX711 din partea de jos a acestei pagini și calibrați celula de încărcare folosind schița de calibrare furnizată mai jos.

Descărcați biblioteca HX711:

Schiță de calibrare:

3. Afișare:

Logică și circuit: Conectați ecranul LCD (4x20) la interfața I2C. Dacă este separat, lipirea trebuie făcută. Interfața I2C constă din două semnale: SCL și SDA. SCL este semnalul de ceas, iar SDA este semnalul de date. I2C este conectat la:

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

Descărcați biblioteca IC2:

4. Turnare:

Veți avea nevoie de un tranzistor, un rezistor de 1K și o diodă pentru a conecta pompa de apă la Arduino. (Consultați schema de circuit de mai jos). Pompa de apă este activată atunci când celula de încărcare citește greutatea unui pahar gol. Odată ce paharul este plin, celula de încărcare citește greutatea și oprește pompa de apă.

Pasul 3: Diagrama circuitului

Pasul 4: Cod

Pasul 5: Proiectare

Intenția de proiectare

Principala intenție de proiectare a fost utilizarea unui material transparent și îmbunătățirea prezenței electronice. Acest lucru nu numai că ne ajută să stabilim mai repede problemele din circuit, dar ușurează și dezasamblarea în cazul în care este nevoie de reparații. Deoarece lucrăm cu alcool, a fost crucial pentru designul nostru să păstrăm electronica și alcoolul cât mai separat posibil într-un mod compact. Pentru a realiza acest lucru, am integrat produsele de raft în designul nostru personalizat. Ca rezultat, am venit cu un sistem cu mai multe straturi, care menține componentele electronice în stratul inferior și ridică zona de servire a fotografiilor la stratul superior.

Piese personalizate: tăiate cu laser

1. Corpul

BotTender constă din două straturi principale suprapuse unul pe celălalt, cu o distanță suficientă pentru a permite conectarea firelor la arduino și panou. În timp ce stratul inferior este utilizat în principal pentru atașarea motoarelor, a roții din spate, a platformei electronice și a suportului bateriei la corp, precum și pentru a servi ca bază pentru sticlă, stratul superior găzduiește o gaură pentru stabilizarea sticlei și spațiu suficient pentru celula de încărcare și plăcile sale.

2. Încărcați plăcile celulare

Plăcile cu celule de încărcare sunt proiectate ținând cont de principiul de funcționare al cântarului de bucătărie. Celula de încărcare este atașată la un strat superior și inferior de la găurile de șuruburi. Peste stratul superior, un alt strat este plasat pentru a indica fanta precisă pentru a pune sticla împușcată și a o menține în poziție.

3. Suport senzor LCD și ultrasunete

Suportul LCD este conceput pentru a menține ecranul rotit la 45 de grade față de planul de la sol, în timp ce suportul pentru senzori cu ultrasunete menține senzorul perpendicular și cât mai aproape de sol pentru a detecta cu ușurință geamul împușcat.

4. Capacul sticlei

Am proiectat un capac de sticlă care să păstreze băutura într-un mediu închis, dar să permită totuși cablurilor tubului și pompei de apă să iasă din sticlă. Capacul are 2 straturi: stratul superior pentru a menține tubul în poziție și stratul inferior pentru a bloca capacul pe sticlă și pentru a asigura accesul cablurilor pompei de apă la arduino. Aceste două straturi sunt apoi atașate una de cealaltă folosind găurile mici corespunzătoare de pe laturi pentru a introduce șuruburi.

Piese personalizate: imprimate 3D

5. Power Bank Holder Pentru BotTender-ul nostru am decis să folosim o sursă de alimentare externă: o bancă de energie. Prin urmare, aveam nevoie de un suport de baterie personalizat pentru dimensiunile băncii de energie pe care am ales-o. După proiectarea piesei în Rhinoceros, am imprimat-o 3D folosind PLA negru. Găurile de șuruburi au fost apoi deschise folosind un burghiu.