BotTender: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

BotTender ، مساعد نادل يصب اللقطة المثالية!

BotTender هو روبوت مستقل مصمم بهدف أتمتة القضبان. يتم وضعه أعلى الشريط ويكشف عن زجاج اللقطة أمامه. بمجرد اكتشاف النظارات ، تقترب من الزجاج وتطلب من العملاء وضع نظاراتهم على الروبوت. ثم تنتظر اللقطة المثالية أن يتم التقاطها! عند الانتهاء من الصب ، يواصل BotTender التنقل على طول الشريط حتى يكتشف العميل التالي بكوب.

تم تنفيذ المشروع كجزء من ندوة التصميم الحسابي والتصنيع الرقمي في برنامج الماجستير في ITECH.

الخطوة 1: قائمة الأجزاء

المكونات الكهربائية

1. الملاحة:

• (2) جير موتورز
• جهاز استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية

2. قياس الوزن:

• (5 كجم) خلية تحميل صغيرة من نوع القضيب المستقيم (يمكن العثور عليها في ميزان المطبخ)
• HX711 تحميل خلية مكبر للصوت

3. عرض:

• شاشة LCD (4x20)
• واجهة LCD2004 I2C

4. الصب:

• مضخة مياه غاطسة صغيرة (محرك DC 3-6V)
• 2n2222 الترانزستور (EBC)
• 1 كيلو المقاوم
• 1N4007 مقوم الصمام الثنائي

5. أخرى:

• لوحة تحكم Arduino UNO R3

• اللوح الصغير
• علبة بطاريات
• أسلاك العبور (M / M ، F / F ، F / M)
• لحام حديد

التصميم

6. جاهز للاستخدام:

• (2) عجلات + عجلة عالمية
• جرة زجاجية (قطر 8 سم)
• زجاج طلقة (قطر 3.5 سم)
• أنبوب ماء 9 ملم
• (30) مسامير M3x16
• (15) صامولة M3x16
• (4) مسامير M3x50
• (5) مسامير M3x5
• (2) مسامير M5x16

7. الأجزاء المخصصة:

• قطع الليزر على زجاج شبكي 3.0 مم (25 سم × 50 سم): منصات علوية وسفلية لشاسيه الروبوت ، ومنصة Arduino ولوح التجارب ، وحامل LDC ، وحامل مستشعر بالموجات فوق الصوتية ، ومنصات علوية وسفلية للميزان ، وغطاء جرة.
• الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد: حامل بنك الطاقة

و…

الكثير من الكحول !

الخطوة 2: المنطق والإعداد

1. الملاحة:

يتم التحكم في التنقل في BotTender من خلال البيانات المأخوذة من مستشعر الموجات فوق الصوتية الموجود أمام الروبوت. بمجرد توصيل الروبوت بمصدر الطاقة ، يبدأ الروبوت في قراءة المسافة إلى زجاج اللقطة ويبدأ في الاقتراب منها. عندما يصل إلى مسافة معينة ، فإنه يتوقف وينتظر العميل لوضع الزجاج على لوحة خلية التحميل.

يتم تحقيق الاتصال بين محركات DC و Arduino باستخدام L293D Motor Driver IC. تساعدنا هذه الوحدة في التحكم في سرعة واتجاه دوران محركي DC. بينما يمكن التحكم في السرعة باستخدام تقنية PWM (تعديل عرض النبض) ، يتم التحكم في الاتجاه باستخدام جسر H-Bridge.

إذا زاد تردد النبضات ، فإن الجهد المطبق على المحركات يزداد أيضًا ، مما يؤدي إلى دوران المحركات للعجلات بشكل أسرع.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات التفصيلية حول استخدام H Bridge للتحكم في محركات التيار المستمر هنا.

2. قياس الوزن:

المنطق والدائرة: استخدم خلية تحميل من نوع القضيب المستقيم ولوحة محول HX711ADC لتضخيم الإشارة المستلمة من مستشعر الوزن. قم بتوصيلها بـ Arduino ولوح التجارب كما هو موضح في مخطط الدائرة.

HX711 متصل بـ:

• GND: اللوح (-)
• البيانات: دبوس 6 الساعة: دبوس 2
• VCC: اللوح (+)
• E +: متصل باللون الأحمر لخلية التحميل
• E-: متصل بـ BLUE
• أ-: متصل بـ WHITE
• A +: متصل بـ BLACK
• ب-: لا توجد اتصالات
• ب +: لا اتصالات

يمكّن مكبر الصوت Arduino من اكتشاف التغيرات في المقاومة من خلية التحميل. عندما يتم تطبيق الضغط ، ستتغير المقاومة الكهربائية استجابة للضغط المطبق.

الإعداد: في حالتنا ، نستخدم خلية تحميل صغيرة (5 كجم). تحتوي خلية التحميل على فتحتين في الأعلى والأسفل وسهم يشير إلى اتجاه الانحراف. مع السهم المتجه لأسفل ، قم بإرفاق الجزء السفلي من المقياس بالمنصة العلوية للروبوت. اربط الفتحة المقابلة لأعلى خلية التحميل بالجزء العلوي من المقياس.

بمجرد الاتصال بـ Arduino ، قم بتنزيل مكتبة مكبر الصوت HX711 في أسفل هذه الصفحة وقم بمعايرة خلية التحميل باستخدام مخطط المعايرة الوارد أدناه.

قم بتنزيل مكتبة HX711:

رسم المعايرة:

3. عرض:

المنطق والدائرة: قم بتوصيل شاشة LCD (4x20) بواجهة I2C. إذا تم فصله ، يجب عمل اللحام. يتكون الطور البيني I2C من إشارتين: SCL و SDA. SCL هي إشارة الساعة ، و SDA هي إشارة البيانات. I2C متصل بـ:

• GND: اللوح (-)
• VCC: اللوح (+)
• SDA: دبوس A4
• SCL: دبوس A5

قم بتنزيل مكتبة IC2:

4. الصب:

ستحتاج إلى ترانزستور ومقاوم 1K وصمام ثنائي لتوصيل مضخة المياه بـ Arduino. (راجع مخطط الدائرة أدناه). يتم تنشيط مضخة الماء عندما تقرأ خلية الحمل وزن الزجاج الفارغ. بمجرد امتلاء الزجاج ، تقرأ خلية الحمل الوزن وتوقف مضخة الماء.

الخطوة 3: مخطط الدائرة

الخطوة 4: الكود

الخطوة 5: التصميم

صمم النيه

كان الهدف الرئيسي من التصميم هو استخدام مادة شفافة وتعزيز وجود الإلكترونيات. هذا لا يساعدنا فقط في تحديد المشاكل في الدائرة بشكل أسرع ، ولكنه أيضًا يخفف من التفكيك في حالة الحاجة إلى الإصلاح. نظرًا لأننا نعمل مع الكحول ، كان من الضروري في تصميمنا إبقاء الإلكترونيات والكحول منفصلين قدر الإمكان بطريقة مضغوطة. من أجل تحقيق ذلك ، قمنا بدمج المنتجات الجاهزة في تصميمنا المخصص. نتيجة لذلك ، توصلنا إلى نظام متعدد الطبقات يحافظ على الإلكترونيات في الطبقة السفلية ويرفع منطقة تقديم اللقطة إلى الطبقة العليا.

الأجزاء المخصصة: قص الليزر

1. الجسم

يتكون BotTender من طبقتين رئيسيتين مكدستين فوق بعضهما البعض بمسافة كافية للسماح بتوصيل الأسلاك في اردوينو ولوح التجارب. بينما تُستخدم الطبقة السفلية بشكل أساسي لربط المحركات والعجلة الخلفية ومنصة الإلكترونيات وحامل البطارية بالجسم ، بالإضافة إلى استخدامها كقاعدة للزجاجة ، تستوعب الطبقة العلوية فتحة لتثبيت الزجاجة ومساحة كافية لخلية الحمل ولوحاتها.

2. لوحات تحميل خلية

تم تصميم لوحات خلايا التحميل مع مراعاة مبدأ عمل ميزان المطبخ. يتم توصيل خلية الحمل بطبقة علوية وسفلية من فتحات المسامير. فوق الطبقة العلوية ، يتم وضع طبقة أخرى للإشارة إلى الفتحة الدقيقة لوضع زجاج اللقطة وإبقائه في مكانه.

3. حامل أجهزة الاستشعار LCD والموجات فوق الصوتية

تم تصميم دعم LCD للحفاظ على الشاشة تدور بزاوية 45 درجة من المستوى الأرضي ، بينما يحافظ حامل المستشعر بالموجات فوق الصوتية على المستشعر عموديًا وقريبًا من الأرض قدر الإمكان للكشف عن زجاج اللقطة بسهولة.

4. غطاء زجاجة

لقد صممنا غطاء زجاجة يحافظ على المشروب في بيئة مغلقة مع السماح للأنابيب وكابلات مضخة الماء بالخروج من الزجاجة. يحتوي الغطاء على طبقتين: الطبقة العلوية لإبقاء الأنبوب في مكانه والطبقة السفلية لقفل الغطاء على الزجاجة وتزويد كابلات مضخة المياه بالوصول إلى اردوينو. ثم يتم ربط هاتين الطبقتين ببعضهما البعض باستخدام الثقوب الصغيرة المقابلة على الجانبين لإدخال البراغي.

الأجزاء المخصصة: طباعة ثلاثية الأبعاد

5. حامل بنك الطاقة بالنسبة إلى BotTender الخاص بنا ، قررنا استخدام مصدر طاقة خارجي: بنك الطاقة. لذلك كنا بحاجة إلى حامل بطارية مخصص لأبعاد بنك الطاقة الذي اخترناه. بعد تصميم القطعة في وحيد القرن ، قمنا بطباعتها ثلاثية الأبعاد باستخدام PLA الأسود. ثم تم فتح فتحات المسامير باستخدام مثقاب.