Αυτόματη μπάρα: 7 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το έργο στοχεύει στην παραγωγή ενός αυτοματοποιημένου συστήματος πώλησης ποτών χαμηλού κόστους για χρήση σε καταναλωτικές και εμπορικές εφαρμογές υψηλών προδιαγραφών. Τα παραδοσιακά συστήματα στον αυτοματισμό ράβδων χρησιμοποιούν σερβοκινητήρες και μεγάλες δύσκαμπτες ράγες με πλατφόρμες. Ενώ ένα φοβερό έργο για οποιονδήποτε, αυτά τα συστήματα μπορεί να είναι οικονομικά απαγορευτικά, έτσι έχουμε αναπτύξει έναν πιο προσιτό, φιλικό προς τον κατασκευαστή σχεδιασμό.

Χαρακτηριστικά

• Επεκτάσιμο σε οποιαδήποτε ποικιλία αποσταγμάτων/μίξερ
• Ενσωμάτωση API Google για φωνητική παραγγελία
• Εκτεταμένη ανιχνευμένη βάση δεδομένων συνταγών

Σκεύη, εξαρτήματα

• Raspberry Pi 3 Μοντέλο Β
• Χαμηλού κόστους δομή εξώθησης αλουμινίου
• 3D εκτυπωμένα εξαρτήματα PLA
• Σερβο ενεργοποιητές 9g

Βήμα 1: Λίστα μερών και πόροι

Οι απαιτήσεις υλικού έχουν αφαιρεθεί και προσχεδιαστεί για εσάς. Ωστόσο, εξακολουθείτε να χρειάζεστε πρόσβαση σε ορισμένους πόρους που δεν είναι πάντα εύκολα προσβάσιμοι.

Θα χρειαστείτε πρόσβαση σε:

• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Dremel ή πριόνι
• Συγκολλητικό σίδερο

Σημείωση: Τα ακόλουθα ανταλλακτικά και οι τιμές είναι όλα σε £ GBP και οι ιστότοποι ενδέχεται να έχουν επίκεντρο το Ηνωμένο Βασίλειο, ωστόσο αυτά τα μέρη είναι εύκολα διαθέσιμα στις περισσότερες περιοχές. Ορισμένα από τα υλικά θα είναι φθηνότερα εάν παραγγελθούν από την Κίνα

Στοιχεία πλαισίου

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: 18,32 £ - CaterSpeed/Alibaba
• 5 μέτρα x Σωλήνας PVC (6mm x 8mm): 29 5,29 - ebay
• 20 x Αγκύλες εξώθησης 90 °: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T -Nut: 3,36 - - ebay
• 20 x M5 10mm: 39 3,39 - ebay
• Stiff Wire: 1,49 - - ebay
• 4 μέτρα x Εξώθηση αλουμινίου (20mmx20mm):. 22,96 -RS

• 1 x αισθητήρας GP2Y0D805Z0F, απόσταση, 50mm, ψηφιακό: 3.14 £ - Farnell

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ

• 1 x 1kg Φόρτωση κυψέλης: 2,21 £ - Amazon
• 8 x Micro Servo: 11,25 £ - ebay
• 1 x Αισθητήρας εγγύτητας - Αισθητήρας GP2Y0D805Z0F, απόσταση, 50mm, ψηφιακό: 14 3.14 - Farnell
• Στοιχεία μικρής κλίμακας μπορείτε να βρείτε εδώ.

Βήμα 2: Ηλεκτρονικά & PCB

Πλήρη διαγράμματα PCB, φωτομάσκες και BOM είναι διαθέσιμα μέσω της κοινότητας Altium CircuitMaker εδώ.

Οι τελικές σανίδες είναι 2 στρώσεων, κάτω από <100x100mm, και μπορούν να ληφθούν για 0,20 $ το τεμάχιο μέσω της υπηρεσίας πρωτοτύπων της JLCPCB.

Ο κατοικημένος πίνακας παρείχε τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά:

• 8x σερβο κανάλια
• 1x Φόρτωση εισόδου ενισχυτή κυψέλης
• 1x Digitalηφιακή είσοδος αισθητήρα εγγύτητας
• 2x καρφίτσες εντοπισμού σφαλμάτων GPIO με LED

Για μελλοντική ανάπτυξη, παρέχονται επίσης μαξιλάρια για:

• 8x Πρόσθετα σερβο κανάλια
• 4x είσοδοι ADC γενικής χρήσης
• 1x κανάλι ενισχυτή εφεδρικού φορτίου
• 2x οδηγούς ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας με απομόνωση Opto με ράγα 12V

Βήμα 3: Τρισδιάστατη εκτύπωση

Υπάρχουν 4 διαφορετικά μέρη που πρέπει να εκτυπωθούν.

• Σέρβο βάσεις
• Οπτικά κλιπ
• Βάση αισθητήρα εγγύτητας
• Θήκες σωλήνων PVC

Οκτώ servo βάσεις και κλιπ, ένας αισθητήρας εγγύτητας και δύο θήκες σωλήνων πρέπει να εκτυπωθούν. Τα αρχεία είναι διαθέσιμα εδώ.

Τα συστήματα διανομής λειτουργούν μέσω ενός σερβο 9g τοποθετημένου σε κάθε οπτικό, με ένα μεταλλικό γόνατο που το συνδέει με τη βάση του εμβόλου. Καθώς ο σερβιτόρος περιστρέφεται, ο μηχανισμός του εμβόλου τραβιέται προς τα πάνω, κλείνοντας τη γραμμή πλήρωσης στη φιάλη, ανοίγοντας τη γραμμή διανομέα και επιτρέποντας την επιστροφή του αέρα μέσω ενός ελατηριωτού στοιχείου μέσα στο οπτικό.

Οι σωλήνες PVC ποιότητας τροφίμων τρέχουν από κάθε οπτικό και συγκρατούνται κεντρικά πάνω από το δοχείο από τα δύο ευθυγραμμισμένα εξαρτήματα.

Πίσω από την κυψέλη φορτίου υπάρχει ένας ψηφιακός αισθητήρας εγγύτητας, ο οποίος παρέχει ανίχνευση ενός φλιτζανιού στην πλάκα, που συγκρατείται στη θέση του με μια συρόμενη τυπωμένη βάση στήριξης στην εξώθηση.

Παρέχονται εξαρτήματα εφευρέτη και αρχεία συναρμολόγησης, με πρόσθετα μοντέλα STL για τυπωμένα εξαρτήματα. Περιλαμβάνονται επίσης τεχνικά σχέδια για βασικά μέρη και μπορούν επίσης να προκύψουν από τα έγγραφα του εφευρέτη σε κλίμακα mm.

Βήμα 4: Πλαίσιο

1. Κόψτε την εξώθηση σε τμήματα (4 x 400mm, 7 x 300mm, 1 x 15mm)

2. Συναρμολογήστε σε ένα κουβόειο χρησιμοποιώντας αγκύλες 90 μοιρών και T-Nuts σε διασταυρώσεις 90 μοιρών. Χρησιμοποιήστε τα τμήματα 400mm ως κατακόρυφους στύλους, αφήνοντας ένα από τα 300mm ελεύθερο όπως φαίνεται.

3. Συνδέστε το κομμάτι 15mm στο κέντρο της κάτω διατομής.

4. Συνδέστε τον αισθητήρα εγγύτητας τρισδιάστατης εκτύπωσης και τη θήκη κυπέλλου στο τμήμα 15mm, όπως φαίνεται.

5. Εποξείστε την πλάκα στην κυψέλη φορτίου και βιδώστε στο τέλος του τμήματος 15 mm χρησιμοποιώντας τα παξιμάδια T και τα μπουλόνια M5 20 mm.

Βήμα 5: Οπτικά

Για να λειτουργούν τα οπτικά από τα servos, το κύριο ελατήριο πρέπει να αφαιρεθεί.

1. Αφαιρέστε το πλαστικό περίβλημα και το μεγάλο ελατήριο από το κάτω τμήμα του οπτικού.

2. Συνδέστε τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα και σερβιτόρους όπως φαίνεται.

3. Συνδέστε τα servos στη βάση του εμβόλου, μέσω των οπών στον βραχίονα σερβο και το τυπωμένο τμήμα, χρησιμοποιώντας το σκληρό σύρμα.

4. Συνδέστε τα οπτικά στις βάσεις και σφίξτε τα στο πλαίσιο ομοιόμορφα μεταξύ τους για να αποφύγετε τυχόν ανομοιόμορφα φορτία.

Βήμα 6: Λογισμικό

Όλο το λογισμικό που απαιτείται για αυτό το έργο είναι διαθέσιμο στο github μας.

Το λογισμικό αποτελείται από δύο κύριες ενότητες: τον διακομιστή και το υλικολογισμικό. Το υλικολογισμικό είναι ο πηγαίος κώδικας c ++ που μεταγλωττίζεται σε ένα κοινόχρηστο αντικείμενο που περιέχει την αυτοματοποιημένη λογική της γραμμής και αλληλεπιδρά με το κελί φορτίου (HX711), τα servos και τον αισθητήρα εγγύτητας. Ο κατάλογος διακομιστή περιέχει τον διαδικτυακό διακομιστή python που εισάγει το κοινόχρηστο αντικείμενο ως μονάδα, μόλις λάβει ένα webhook από τη ροή διαλόγου στη συνέχεια αναλύει και έχει πρόσβαση στην επιθυμητή συμπεριφορά μέσω της σύνδεσης.

Λογική και Συμπεριφορά

Η συμπεριφορά της αυτοματοποιημένης ράβδου μπορεί να αναπαρασταθεί ως μηχανή κατάστασης που φαίνεται παραπάνω. Μόλις τοποθετηθεί ένα φλιτζάνι το μηχάνημα είναι έτοιμο για παραγγελία, μόλις παραληφθεί θα αρχίσει να διανέμεται. Όταν ολοκληρωθεί θα επιστρέψει σε έτοιμη κατάσταση για άλλο ποτό και αν αφαιρεθεί ποτέ το φλιτζάνι θα επιστρέψει στην αναμονή για να τοποθετηθεί. Η ανίχνευση του κυπέλλου γίνεται από τον αισθητήρα εγγύτητας, ο οποίος επιστρέφει μια τιμή boolean ανάλογα με το αν διαβάζει ή όχι υψηλή ή χαμηλή. Η διανομή παρακολουθείται από τον αισθητήρα βάρους. Μόλις ο διακομιστής ιστού python λάβει μια παραγγελία υπολογίζει το απαιτούμενο βάρος για να διανείμει από τον απαιτούμενο όγκο και έναν πίνακα αναζήτησης πυκνότητας. Τα σερβίτσια που αντιστοιχίζονται σε αυτό το ποτό βρίσκονται στη συνέχεια και ενεργοποιούνται στη συνέχεια μέχρι να αντιστοιχιστεί το βάρος. Μόλις ολοκληρωθεί, ο διακομιστής επιστρέφει μια απάντηση στη ροή διαλόγου υποδεικνύοντας στον χρήστη ότι το ποτό του είναι έτοιμο.

Βήμα 7: Βοήθεια και ζητήματα

Ελπίζουμε να απολαύσατε τον οδηγό μας και θα θέλαμε να μάθουμε αν αποφασίσετε να τον φτιάξετε μόνοι σας! Εάν έχετε οποιοδήποτε πρόβλημα, μη διστάσετε να αφήσετε ένα σχόλιο παρακάτω και θα χαρούμε να σας βοηθήσουμε.

Η πρόσθετη λειτουργικότητα στον πίνακα θα σας επιτρέψει να επεκτείνετε το σύστημά σας έως και 16 διαφορετικά συστατικά ποτού, καθώς και να προσθέσετε έναν αριθμό άλλων μηχανικών ενεργοποιητών ή αισθητήρων. Εναλλακτικά, μη διστάσετε να μαζέψετε είτε τα αρχεία σχεδιασμού υλικού είτε λογισμικού και να προσθέσετε τις δικές σας ιδέες! Θα θέλαμε να δούμε τι μπορεί να κάνει η κοινότητα από αυτό.

Σας ευχαριστούμε που αφιερώσατε χρόνο για να το διαβάσετε και σας ευχόμαστε τα καλύτερα με το δικό σας έργο: Έντι, Τζο και Πιτ.