Candy Bot: 12 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό το διδακτικό δημιουργήθηκε για να εκπληρώσει την απαίτηση έργου του Makecourse στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Φλόριντα (www.makecourse.com)

Το Candy Bot είναι ένας μικρός διανομέας καραμελών μεγέθους επιφάνειας εργασίας που χρησιμοποιεί Arduino Uno, οθόνη LCD, αισθητήρα απόστασης και Stepper Motor για τη διανομή μικρών ποσοτήτων καραμελών χωρίς να χρειάζεται να πατήσετε κανένα κουμπί.

Το μηχάνημα λειτουργεί διανέμοντας μια μερίδα καραμέλας όταν τοποθετηθεί ένα χέρι ή ένα φλιτζάνι κάτω από την προεξοχή ενώ εμφανίζονται μηνύματα κατάστασης στην οθόνη LCD.

Προμήθειες

Arduino Uno

Οθόνη LCD I2C 16x2

Υπερηχητική μονάδα αισθητήρα απόστασης HC-SR04

ULN2003 5V Stepper Motor + ULN2003 Πίνακας οδηγών για Arduino

Πρόσβαση και νήμα τρισδιάστατου εκτυπωτή

Καλώδιο USB A έως B

Διάφορα καλώδια άλτη

Γυναικεία προς αρσενικά καλώδια βραχυκυκλωτήρων

Σιδηροτροχιά ισχύος χωρίς συγκολλήσεις Breadboard

Υπερκόλλα

Ηλεκτρική ταινία

Γυαλόχαρτο (διάφορα χαλίκια)

Rust-Oleum Chalked Paint/Primer Mix

Διάφορα ακρυλικά χρώματα για διακόσμηση (προσωπική προτίμηση)

Μπλε ταινία ζωγράφων

Βήμα 1: Τρισδιάστατη μοντελοποίηση

Αυτό το έργο βασίζεται κυρίως σε τρισδιάστατα μοντέλα που δημιουργήθηκαν με χρήση του Autodesk Inventor. Υπάρχουν συνολικά 5 εκτυπώσεις που απαιτούνται για την ολοκλήρωση αυτού του έργου:

1) Βασική ενότητα - Αυτή η εκτύπωση λειτουργεί ως θεμέλιο του έργου. Περιλαμβάνει μια κοιλότητα για να συγκρατεί τον πίνακα Arduino, μια τρύπα για να ασφαλίσει το καλώδιο τροφοδοσίας και μανταλάκια για να στερεώσει τη βάση στο επάνω τμήμα.

2) Επάνω τμήμα - Αυτή η εκτύπωση είναι όπου είναι τοποθετημένα όλα τα εξαρτήματα. Η οθόνη LCD θα ταιριάζει άνετα στην μπροστινή τρύπα, ο αισθητήρας απόστασης θα χωράει στις δύο οπές προς τα κάτω και ο βηματικός κινητήρας θα κλειδώσει στις κύριες οπές κοιλότητας όπου θα συνδεθεί με τον ρότορα. Οι τρύπες με μανταλάκια χρησιμοποιούνται για την τοποθέτηση του τμήματος βάσης στο επάνω τμήμα και μπορούν να τροποποιηθούν ώστε να περιλαμβάνουν μια βάση για το καπάκι επίσης.

3) Rotor - Αυτή η εκτύπωση είναι αυτό που συνδέεται με το βηματικό μοτέρ και χρησιμοποιείται για τη διανομή της καραμέλας. Οι καμπύλες άκρες της λεπίδας του χρησιμοποιούνται για να αποτρέψουν το μπλοκάρισμα του συστήματος παρέχοντας παράλληλα μια ομαλή διανομή.

4) Καπάκι - Αυτή η εκτύπωση χρησιμοποιείται για να κλείσει το επάνω τμήμα και παρέχει ένα σουτ για να κρατάτε καραμέλες για μελλοντική διανομή.

5) Κάλυμμα - Αυτή η μικρή εκτύπωση χρησιμοποιείται για να εμποδίσει τη σκόνη ή τα συντρίμμια να εισέλθουν στο δοχείο στο καπάκι.

Κατά το σχεδιασμό αυτών των εξαρτημάτων, ήθελα να βεβαιωθώ ότι όλα θα μπορούσαν να είναι αυτόνομα, έτσι ώστε οι κοιλότητες να είναι αρκετά μεγάλες για να χωρούν όλα τα ηλεκτρικά εξαρτήματα καθώς και να διανέμουν καραμέλες. Οι κύριες διαστάσεις είναι περίπου 5x5 ίντσες επειδή αυτό είναι το μεγαλύτερο μέγεθος στους περισσότερους 3D εκτυπωτές. Η οθόνη LCD έπρεπε να είναι ψηλά ώστε όποιος τη χρησιμοποιούσε να την διαβάσει εύκολα. Ο αισθητήρας απόστασης ήταν αρχικά στη βάση, αλλά μεταφέρθηκε στο επάνω τμήμα για να διευκολύνει την τρισδιάστατη εκτύπωση και για να βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν λανθασμένες ενδείξεις όταν κάποιος μετακινείται μπροστά από το μηχάνημα. Το καπάκι είχε αρχικά μια αφαιρούμενη θήκη για καραμέλες, αλλά αυτό συμπεριλήφθηκε με έναν πιο μόνιμο τρόπο για να αποφευχθούν βρωμιά εάν το δοχείο αποκολληθεί ενώ η καραμέλα ήταν ακόμα μέσα, καθώς και για να γίνει πιο γρήγορη η εκτύπωση. Ο ρότορας είχε αρχικά 8 λεπίδες, αλλά μειώθηκε σε 4 για να βεβαιωθείτε ότι τα γλυκά διανέμονται με πιο αποτελεσματικό τρόπο.

Μπορεί να θέλετε να προσαρμόσετε αυτά τα αρχεία ώστε να ταιριάζουν με τα συγκεκριμένα μέρη ή τις επιθυμίες σας.

(Τα αρχεία δεν ανέβηκαν σωστά στο Instructable λόγω εσωτερικού σφάλματος διακομιστή - θα επεξεργαστούν στο μέλλον)

Βήμα 2: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Μόλις είστε ικανοποιημένοι με τα αρχεία σας, ήρθε η ώρα να εκτυπώσετε 3D κάθε αρχείο.

Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τις κατάλληλες ρυθμίσεις για τον εκτυπωτή σας για να εξασφαλίσετε ομαλές και ομοιόμορφες εκτυπώσεις. Σως χρειαστεί να συμπεριλάβετε υποστηρίξεις αυτοπαραγωγής για να διασφαλίσετε σωστά τρύπες όπως η θύρα USB και η οθόνη LCD.

Για να επαληθεύσετε ότι οι εκτυπώσεις βγήκαν σωστά, βεβαιωθείτε ότι κάθε στοιχείο ταιριάζει καλά στη σωστή υποδοχή του και ότι τα μανταλάκια ταιριάζουν σφιχτά μεταξύ τους. Εάν υπάρχουν προβλήματα με κάποιο από αυτά, ίσως χρειαστεί να ελέγξετε τις ρυθμίσεις σας και να τις εκτυπώσετε ξανά.

Βήμα 3: Διακοπή υποστηρίξεων 3D

Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε ένα εργαλείο ή επιλέγετε για να διαχωρίσετε τυχόν τρισδιάστατα υποστηρίγματα που εκτυπώσατε! Αυτά θα βρίσκονται κυρίως στην οπή καλωδίου USB στη βάση και στην υποδοχή οθόνης LCD στο επάνω τμήμα.

Βήμα 4: Άμμος για προετοιμασία για χρώμα

Για να διασφαλίσετε ότι η βαφή εφαρμόζεται σωστά, χρησιμοποιήστε μια ποικιλία γυαλόχαρτου για να τρίψετε ελαφρά τις εξωτερικές όψεις κάθε εκτύπωσης. Βεβαιωθείτε ότι δεν τρίβετε πολύ από περιοχές όπου θα ταιριάζουν εξαρτήματα για να εξασφαλίσετε την άνετη εφαρμογή. ΜΗΝ ΣΤΕΙΛΕΤΕ ΤΑ ΓΟΝΤΕΛΙΑ OR ΤΡΥΠΕΣ ΓΙΑ PEG.

Βήμα 5: Βάψτε και διακοσμήστε

Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε μπλε ταινία για να κολλήσετε τμήματα των εκτυπώσεών σας που συνδέουν τα κομμάτια μεταξύ τους, όπως οι τρύπες και οι τρύπες, καθώς και οι οπές για τον άξονα του ρότορα. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι έχετε κολλήσει με ταινία τις περιοχές που θα έρθουν σε επαφή με καραμέλες, όπως η καραμέλα στο καπάκι ή ο άξονας στο επάνω τμήμα.

Timeρθε η ώρα να βγάλετε τις εκτυπώσεις σας έξω και να δημιουργήσετε ένα κάλυμμα για να χρησιμοποιήσετε το χρώμα ψεκασμού. Θα συνιστούσα να καλύπτετε το έδαφος με μια σακούλα σκουπιδιών ή με μια ποικιλία από σακούλες παντοπωλείου. Εφαρμόστε μερικές στρώσεις χρώματος χρησιμοποιώντας το δοχείο βαφής ψεκασμού περιστρέφοντας τις εκτυπώσεις μεταξύ των στρώσεων για να βεβαιωθείτε ότι κάθε τμήμα είναι πλήρως καλυμμένο.

Μόλις στεγνώσει το χρώμα ψεκασμού, μπορείτε να διακοσμήσετε το εξωτερικό του μηχανήματος χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε επιπλέον χρώμα θέλετε. Αυτό είναι διακοσμημένο με σχέδια M & M καθώς και γενικές καραμέλες αφού διανέμει κυρίως mini-M & Ms.

Αφού τελειώσετε με τη ζωγραφική, αφαιρέστε την ταινία του μπλε ζωγράφου και προχωρήστε στην επόμενη ενότητα.

Βήμα 6: Πρώτο βήμα συναρμολόγησης

Εφαρμόστε σούπερ κόλλα στα μανταλάκια στο τμήμα βάσης και στη συνέχεια προσαρτήστε το επάνω τμήμα. Προσθέστε επιπλέον σούπερ κόλλα στις οπές από πάνω για να εξασφαλίσετε μια σφιχτή εφαρμογή. Ακουμπήστε κάτι βαρύ όπως το ρολό της ταινίας ζωγράφων πάνω από το επάνω τμήμα για να ασκήσετε πίεση ενώ η κόλλα δένεται. Ενώ περιμένετε να στεγνώσει η κόλλα, προχωρήστε στην επόμενη ενότητα.

Βήμα 7: Ηλεκτρική συναρμολόγηση

Στη συνέχεια, ξεκινήστε τη σύνδεση όλων των εξαρτημάτων στον πίνακα Arduino Uno. Ακολουθήστε αυτό το τραχύ σχηματικό για έναν απλό οδηγό. Ξεκινήστε συνδέοντας τον ελεγκτή κινητήρα στην πλακέτα (Καρφίτσες 2-5) και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε τους συνδετήρες Female to Male (F2M) για να συνδέσετε το χειριστήριο στη ράγα τροφοδοσίας και γείωσης. Στη συνέχεια, συνδέστε τον κινητήρα στο χειριστήριο. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας περισσότερους συνδετήρες F2M, συνδέστε τον αισθητήρα απόστασης στο Power/Ground καθώς και ενεργοποιήστε τον ακροδέκτη 13 και τον Echo στο pin 12. Τέλος, συνδέστε την οθόνη LCD στο Power/Ground και τις άλλες δύο ακίδες στις θύρες I2C του Arduino Το Μετά την ολοκλήρωση, το ηλεκτρικό συγκρότημα πρέπει να μοιάζει με το παράδειγμα.

Χρησιμοποιήστε ηλεκτρική ταινία για να στερεώσετε τυχόν χαλαρές συνδέσεις και ασφαλίστε τη ράγα τροφοδοσίας της σανίδας.

Βήμα 8: Προσθέστε καλώδιο USB

Σπρώξτε το καλώδιο USB έξω από την πίσω οπή στο τμήμα βάσης, τροφοδοτώντας την επίπεδη πλευρά μέσω της οπής. Αυτό θα προετοιμάσει το συγκρότημα για την προσθήκη των επόμενων ηλεκτρικών δυαδικών ψηφίων.

Βήμα 9: Εγκατάσταση Rotor

Σύρετε τον ρότορα στην κύρια κοιλότητα με το μανταλάκι του ρότορα στραμμένο προς τα αριστερά (οπές απόστασης κάτω και κοιλότητα του σκάφους επάνω) και στη συνέχεια αριστερά στην οπή της σχισμής του ρότορα. Συνδέστε το βηματικό μοτέρ σύροντάς το μέσα από τη δεξιά τρύπα για να ασφαλίσει ο ρότορας και ο κινητήρας στη θέση τους. Εάν η προσαρμογή είναι σωστή, ο βηματικός κινητήρας δεν πρέπει να κινείται μόλις κλειδώσει ο ρότορας.

Βήμα 10: Εγκατάσταση στοιχείων και πίνακα εισόδου

Σύρετε την οθόνη LCD στην κατάλληλη διακοπή και στη συνέχεια ρίξτε τον αισθητήρα απόστασης στις δύο οπές προεξοχής.

Συνδέστε το καλώδιο USB στην πλακέτα Arduino και, στη συνέχεια, τραβήξτε το καλώδιο από την εξωτερική τρύπα για να σύρετε την πλακέτα στην κοιλότητα.

Αφιερώστε λίγο χρόνο στη διαχείριση καλωδίων και, στη συνέχεια, προσθέστε το καπάκι.

Βήμα 11: Πρόγραμμα με χρήση φορητού υπολογιστή

Συνδέστε το καλώδιο USB σε φορητό υπολογιστή και, στη συνέχεια, προγραμματίστε το Arduino. Το πρόγραμμα χωρίζεται σε τέσσερις κύριες ενότητες με δύο εσωτερικές λειτουργίες που αναφέρονται:

1) Δημιουργία μεταβλητής - Χρησιμοποιείται για τη δημιουργία μεταβλητών και στιγμιότυπων για την οθόνη LCD, τα μηνύματα που αποστέλλονται στην οθόνη, μεταβλητών που χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό της απόστασης κάτω από την προεξοχή και μια παρουσίαση του βηματικού κινητήρα.

2) Λειτουργία ρύθμισης - Χρησιμοποιείται για την έναρξη σειριακής επικοινωνίας, την προετοιμασία της οθόνης LCD, τη ρύθμιση της λειτουργίας pin για τις ακίδες του αισθητήρα απόστασης, τη ρύθμιση της ταχύτητας για το βηματικό μοτέρ και την εμφάνιση της φράσης εκκίνησης

3) Κύριος βρόχος

- Σημείο 1: Γράφει το πρώτο μήνυμα στην οθόνη LCD και ελέγχει εάν ένα χέρι βρίσκεται κάτω από την προεξοχή. Μόλις υπάρχει ένα χέρι κάτω από την προεξοχή, μετακινείται στο σημείο 2.

- Σημείο 2: Γράφει το μήνυμα διανομής στην οθόνη LCD και περιστρέφει το stepper κατά το ήμισυ της περιστροφής για μία μερίδα. Μόλις ολοκληρωθεί, εμφανίζει το μήνυμα απόλαυσης και στη συνέχεια μετακινείται στο σημείο 3.

- Σημείο 3: Ελέγχει τον αισθητήρα έως ότου δεν υπάρχει τίποτα κάτω από την προεξοχή και μετά επιστρέφει στο Σημείο 1. Αυτό γίνεται για να βεβαιωθείτε ότι το μηχάνημα δεν συνεχίζει τυχαία να διανέμει εάν κάτι έχει μείνει κάτω από την προεξοχή.

4) Τμήμα λειτουργιών - Χρησιμοποιείται για την εγγραφή μηνυμάτων στην οθόνη LCD και τη λήψη μιας τιμής για την απόσταση κάτω από την προεξοχή. Αυτή η ενότητα είναι αναφορές κατά τη διάρκεια του κύριου βρόχου, αλλά αναφέρεται επίσης κατά την αρχική ρύθμιση.

Βήμα 12: Απολαύστε

Ρυθμίστε το Candy Bot όπου θέλετε και στη συνέχεια βάλτε μερικές καραμέλες στην κορυφή του μηχανήματος. Θα πρότεινα mini m & ms.

Απολαμβάνω! Ευχαριστούμε που το διαβάσατε.