Arduino Skittle Sorter: 11 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Οι επιλεκτικοί λάτρεις των καραμελών παντού συχνά βρίσκουν τον εαυτό τους να χάνει τον πολύτιμο χρόνο τους ταξινομώντας την καραμέλα τους. Ακούγεται οικείο; Θέλατε ποτέ να φτιάξετε μια μηχανή που να μπορεί να ταξινομήσει τα Skittles για εσάς; Αυτό το διδακτικό θα σας δείξει ακριβώς πώς να το κάνετε αυτό. Χρησιμοποιώντας ένα Arduino, ένα ζευγάρι Servos, τρισδιάστατη εκτύπωση και μέρη κοπής με λέιζερ και πολύ κόλλα και ταινία, μπορείτε να φτιάξετε το δικό σας. Όταν τελειώσετε, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να ρίξετε τα σκεύη στη χοάνη, να γυρίσετε τη λαβή, στη συνέχεια να καθίσετε, να χαλαρώσετε και να απολαύσετε καθώς τα σκίτσα σας ταξινομούνται κατά χρώμα. Αρχικά, ας μιλήσουμε για τα υλικά που θα χρειαστείτε.

Βήμα 1: Υλικά

Για αυτό το έργο, θα χρειαστείτε έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή και έναν κόφτη λέιζερ (χρησιμοποιήστε έναν δικό σας ή χρησιμοποιήστε οποιονδήποτε δημόσιο εκτυπωτή ή κόπτη, ένα Arduino Uno με καλώδιο, ένα συνεχόμενο περιστροφικό Servo και ένα Vex 180 Servo, καλώδια 15-20 βραχυκυκλωτήρων, ένα τεμπέλης σουσάν 4, 4 ιντσών, ένα χωνί (συγκεκριμένος τύπος) και ακρυλική κόλλα (συνδέσεις με όλα αυτά τα προϊόντα εκτός από τον εκτυπωτή και τον κόφτη παρακάτω). Μπορεί επίσης να χρειαστείτε έναν τυπικό χάρακα ή άλλα εργαλεία μέτρησης. Θα χρειαστείτε επίσης πολλά λογισμικά προγράμματα όπως το Cura (για τον εκτυπωτή Ultimaker 3d), το λογισμικό Arduino και τη βιβλιοθήκη αισθητήρων Adafruit, το Adobe Illustrator (ή οποιοδήποτε πρόγραμμα που μπορεί να τροποποιήσει αρχεία DXF για τον κόφτη λέιζερ) και το Fusion 360 (εάν θέλετε να τροποποιήσετε τα αρχεία STL).

Arduino Uno -

Καλώδιο USB Arduino-https://www.amazon.com/PlatinumPower-Cable-Arduino…

Συνεχής περιστροφή Servo -

Vex 180 Servo -

4x4 Lazy Susan -

Χωνί -

Ακρυλική Κόλλα-https://www.amazon.com/SCIGRIP-Acrylic-Cement-Low…

Βιβλιοθήκη αισθητήρων RGB -

Βήμα 2: Δημιουργία των φυσικών στοιχείων

Το επόμενο βήμα είναι η κοπή με laser και η τρισδιάστατη εκτύπωση των εξαρτημάτων σας. Χρησιμοποιώντας τα συνημμένα αρχεία, θα χρησιμοποιήσετε τον κόφτη λέιζερ για να κόψετε τα δύο πλευρικά κομμάτια στήριξης, τη γούρνα, τα σερβοτεμάχια, τα τεμάχια βάσης της υποδοχής, τα τεμάχια βάσης της μηχανής (δύο αντίγραφα της Βάσης1 και ένα αντίγραφο Βάσης2) και δύο δακτύλιοι κλειδώματος. Στη συνέχεια, θα χρησιμοποιήσετε τον τρισδιάστατο εκτυπωτή σας για να εκτυπώσετε τον μηχανισμό gumball, το trapdoor, τον θάλαμο διαλογής, το καπάκι του θαλάμου διαλογής και την πλάκα βάσης για τον θάλαμο διαλογής. Η εκτύπωση θα διαρκέσει αρκετές ημέρες, οπότε φροντίστε να διαθέσετε χρόνο για να γίνει αυτό.

Βήμα 3: Συναρμολογήστε τη γούρνα

Αφού κόψετε και εκτυπώσετε όλα τα μέρη σας, ήρθε η ώρα να συναρμολογήσετε. Ξεκινήστε εφαρμόζοντας κόλλα στα κενά στις αυλακώσεις της μιας πλευράς του πυθμένα της γούρνας (Εικόνα 3Α). Στη συνέχεια, πιέστε και κρατήστε αυτό το κομμάτι στις υποδοχές σε ένα από τα κατακόρυφα στηρίγματα (Εικόνα 3Β). Βεβαιωθείτε ότι το στενό άκρο της γούρνας βρίσκεται στο μικρό άκρο της κάθετης στήριξης. Στη συνέχεια, επαναλάβετε αυτό με την άλλη πλευρά του πυθμένα της γούρνας και το άλλο κάθετο στήριγμα.

Βήμα 4: Συναρμολογήστε το Servo Receptacle Housing

Ενώ αυτά τα μέρη στεγνώνουν, προχωρήστε και συναρμολογήστε το σερβο περίβλημα της υποδοχής. Ξεκινήστε με συρόμενες βίδες από τη μία άκρη του τεμπέλικου σουσάν και στην κορυφή του σερβο -περιβλήματος του δοχείου (Εικόνα 4Α). Στη συνέχεια, τοποθετήστε παξιμάδια στους δύο συνδέσμους Τ σε καθένα από τα πλευρικά κομμάτια του σερβο-περιβλήματος της υποδοχής (Εικόνα 4Β) και κρατήστε τα σταθερά ενώ βιδώνετε τις βίδες σε αυτά. Μετά από αυτό, τοποθετήστε το σερβο συνεχούς περιστροφής στο ορθογώνιο άνοιγμα στο επάνω κομμάτι και βιδώστε το στη θέση του χρησιμοποιώντας τις οπές βιδών και τις βίδες που συνοδεύουν το σερβο. Το σχήμα 4Δ δείχνει πώς θα πρέπει να μοιάζει ολόκληρη η μονάδα θαλάμου ταξινόμησης όταν συναρμολογείται.

Βήμα 5: Συναρμολογήστε τη βάση της αίθουσας ταξινόμησης

Αφού βιδωθεί το σερβο του δοχείου στο περίβλημα του, συνδέστε το παρεχόμενο κέρατο σερβο (αυτό που μοιάζει με Χ, όπως φαίνεται στο σχήμα 5Α). Στη συνέχεια, βιδώστε το άνω άκρο στη βάση του θαλάμου (Εικόνα 5Β) στο επάνω άκρο του τεμπέλης σουσάν (η κεφαλή της βίδας πρέπει να βρίσκεται κάτω από το επάνω άκρο του τεμπέλης σουσάν). Το Σχήμα 5C δείχνει την ολοκληρωμένη βάση θαλάμου διαλογής και περίβλημα δοχείου.

*****ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ)*****

Προσέξτε να μην σφίξετε πολύ τη βάση του θαλάμου. Σφίξτε μόνο τα παξιμάδια αρκετά για να τα κρατήσετε στη θέση τους. Επίσης, όταν βιδώνετε τη βάση του θαλάμου, βεβαιωθείτε ότι το σερβοκόρνα ταιριάζει στην εξώθηση στο κάτω μέρος του τεμαχίου βάσης.

Βήμα 6: Συναρμολογήστε την Κινούμενη Πλάκα

Στη συνέχεια, συναρμολογήστε την κινούμενη πλάκα του μηχανισμού gumball. Πιάστε τη λαβή και κολλήστε την στην κινούμενη πλάκα, βεβαιωθείτε ότι η κατεύθυνση της λαβής ευθυγραμμίζεται με την τρύπα. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι το τετράγωνο σχήμα στη λαβή ταιριάζει με την τετράγωνη εξώθηση στην κινούμενη πλάκα. Στη συνέχεια, βάλτε μια μικροσκοπική βίδα στην τρύπα στη λαβή για να λειτουργήσει ως το πραγματικό μέρος της λαβής (για να πιάσουν οι χρήστες για να περιστρέψουν την πλάκα). Η κινούμενη πλάκα έχει πλέον τελειώσει (Εικόνα 6Α).

Βήμα 7: Συναρμολογήστε το διανομέα Skittle

Αφού συναρμολογήσετε τη μονάδα θαλάμου ταξινόμησης, τη γούρνα και την κινούμενη πλάκα, το επόμενο βήμα είναι να συναρμολογήσετε τη μονάδα διανομής Skittle. Πρώτον, θα πάρετε τη στατική πλάκα του μηχανισμού γκομπόλας που εκτυπώσατε 3D και θα την κολλήσετε στο στόμιο της χοάνης. Βεβαιωθείτε ότι το χωνί ταιριάζει στο εσωτερικό αυτής της πλάκας, έτσι δημιουργεί ένα "κέλυφος" για το στόμιο της χοάνης. Σημαντικό, βεβαιωθείτε ότι η τρύπα σε αυτήν την πλάκα ευθυγραμμίζεται με τη λαβή στο χωνί. Αυτό θα διευκολύνει τους χρήστες να γνωρίζουν πότε θα πέσει ένα σκίτσο. Στη συνέχεια, τοποθετήστε την κινούμενη πλάκα του μηχανισμού gumball στο εσωτερικό της χοάνης πάνω από την ακίνητη πλάκα. Τέλος, κολλήστε τους δύο δακτυλίους κλειδώματος στη χοάνη ακριβώς πάνω από την κινούμενη πλάκα για να μην ανασηκώνεται αυτή η πλάκα όταν την περιστρέφετε. Μόλις γίνουν όλα αυτά, θα πρέπει να έχετε έναν διανομέα εργασίας (Εικόνα 7Α). Τώρα, θα τοποθετήσετε αυτόν τον διανομέα στην κορυφή της γούρνας. Ευθυγραμμίστε το διανομέα έτσι ώστε η τρύπα να είναι πάνω από τη γούρνα (βεβαιωθείτε ότι το σκίτσο θα προσγειωθεί στην γούρνα). Μόλις έχετε μια καλή θέση, σηκώστε ελαφρώς το διανομέα και προσθέστε κόλλα στα στηρίγματα της γούρνας όπου πρόκειται να πάει ο διανομέας. Κρατήστε το διανομέα σε αυτό το σημείο μέχρι να στεγνώσει η κόλλα.

*****ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ)*****

Αυτός ο διανομέας έχει ένα μικρό ελάττωμα. Η τρύπα στην κινούμενη πλάκα είναι ευθυγραμμισμένη με τη λαβή της κινούμενης πλάκας και η οπή στη στατική πλάκα ευθυγραμμίζεται με τη λαβή της χοάνης. Όταν μοιράζετε ένα σκετς, περιστρέψτε γρήγορα αυτές τις τρύπες η μία δίπλα στην άλλη, ώστε να υπάρχει μόνο χρόνος για να πέσει ένα σκίτσο. Εάν γίνει πολύ αργά, πολλαπλές πτώσεις θα πέσουν ταυτόχρονα.

Βήμα 8: Μηχανισμός Trapdoor

Τοποθετήστε το τρισδιάστατο τυπωμένο κομμάτι trapdoor στο σερβο σας (το μη συνεχόμενο). Ευθυγραμμίστε προσεκτικά το κομμάτι της πόρτας με το άκρο της γούρνας, βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει ελάχιστος ή καθόλου χώρος μεταξύ του άκρου της γούρνας και του κομματιού της πόρτας. Σημειώστε με ένα μαρκαδόρο ή στυλό όπου το σερβο πρέπει να είναι προσαρτημένο στην κατακόρυφη βάση για να διατηρηθεί αυτή η τοποθέτηση της πόρτας. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας είτε κόλλα είτε ταινία (ανάλογα με το αν θέλετε ή όχι να μπορείτε να αφαιρέσετε το σερβο σας) συνδέστε το σερβιτόρο στο κάθετο τεμάχιο στήριξης. Το σχήμα 8Α δείχνει πώς πρέπει να μοιάζει.

Βήμα 9: Κύκλωμα

Συγκολλήστε τις καρφίτσες στον πίνακα διάσπασης του αισθητήρα χρώματος σύμφωνα με τις οδηγίες που δίνει η Adafruit (https://learn.adafruit.com/adafruit-color-sensors/assembly-and-wiring). Στη συνέχεια, κολλήστε τον αισθητήρα χρώματος στην κάτω πλευρά του πυθμένα της γούρνας στο στενό άκρο, φροντίζοντας οι οπές των βιδών να είναι ευθυγραμμισμένες ελαφρώς έξω από την άκρη της γούρνας (Εικόνα 9Α). Αφού γίνει αυτό, βιδώστε το Arduino Uno στην πλευρά του κάθετου στηρίγματος που έχει οπές βιδών. Τέλος, χρησιμοποιήστε καλώδια jumper και ένα breadboard για να συνδέσετε το arduino, τους αισθητήρες χρώματος και τα servos σύμφωνα με το σχήμα 9Β.

Βήμα 10: Δοκιμάστε τον αισθητήρα RGB

Κατεβάστε το συνημμένο αρχείο για τον κώδικα και ανοίξτε το στο λογισμικό Arduino. Πριν χρησιμοποιήσετε το κύριο πρόγραμμα, ανοίξτε το πρόγραμμα δοκιμών χρώματος. Οι αριθμοί για κάθε χρώμα ποικίλλουν ανάλογα με τον φωτισμό στο περιβάλλον γύρω σας. Χρησιμοποιήστε αυτό το πρόγραμμα δοκιμών για να δείτε τους αριθμούς R, G και B για κάθε χρώμα. Φροντίστε να γράψετε αυτούς τους αριθμούς ως διαστήματα. Για παράδειγμα, εάν μετά από μερικές δοκιμές δείτε ότι η τιμή R για το κίτρινο είναι σχεδόν πάντα πάνω από 6000, μπορείτε να το θυμάστε ως> 6000. Για να είστε πιο στιβαροί, μπορείτε να ορίσετε αυτό το διάστημα, π.χ. από 6000-8000 (αυτός μπορεί να μην είναι ο σωστός αριθμός). Θυμηθείτε ένα κλειστό διάστημα ως> 6000 και <8000. Αυτοί οι αριθμοί θα χρησιμοποιηθούν για αργότερα. Αφού γράψετε τις τιμές για κάθε χρώμα, ανοίξτε το κύριο πρόγραμμα. Μεταβείτε στη συνάρτηση sortColor (). Σε αυτήν τη συνάρτηση, θα δείτε αρκετές δηλώσεις αν καθορίζουν την τιμή των R, G και B των εξόδων του αισθητήρα. Θα δείτε σε κάθε δήλωση μια εκτύπωση ("COLOR Skittle / n"). Αυτό θα σας βοηθήσει να γνωρίζετε ποια δήλωση αντιστοιχεί σε ποιο χρώμα. Αντικαταστήστε το rd, grn και blu σε κάθε πρόταση if με τις σωστές τιμές που βρήκατε νωρίτερα. Αυτό θα πρέπει να κάνει το πρόγραμμα να λειτουργεί με τον συγκεκριμένο φωτισμό του περιβάλλοντός σας κατά τη διάρκεια των δοκιμών σας.

github.iu.edu/epbower/CandySorter

Βήμα 11: Τελικό βήμα: Εκτελέστε το κύριο πρόγραμμα

Μόλις δημιουργήσετε το μηχάνημα και ενημερώσετε τις τιμές για τον αισθητήρα RGB, είστε έτοιμοι να εκτελέσετε το πρόγραμμα. Συνδέστε το Arduino στη θύρα USB του υπολογιστή σας. Πρέπει να ανάψει μια λυχνία στο Arduino. Με το κύριο πρόγραμμα ανοιχτό, μεταγλωττίστε τον κώδικα κάνοντας κλικ στο σημάδι ελέγχου επάνω αριστερά στο παράθυρο. Αυτό διασφαλίζει ότι δεν υπάρχουν σφάλματα στον κώδικα. Εάν υπάρχουν, θα εμφανιστεί ένα προειδοποιητικό μήνυμα στο κάτω μέρος της οθόνης με πληροφορίες σχετικά με το σφάλμα. Εάν όλα είναι καλά, θα πει ότι ολοκληρώθηκε η μεταγλώττιση. Μόλις γίνει αυτό, ανεβάστε το πρόγραμμα στο Arduino κάνοντας κλικ στο βέλος δίπλα στο σημάδι ελέγχου. Μόλις κάνετε κλικ σε αυτό, το Arduino θα ξεκινήσει αυτόματα τον έλεγχο του μηχανήματος. Σημειώστε ότι ο μόνος τρόπος για να σταματήσετε το Arduino είναι είτε να αποσυνδέσετε το καλώδιο από τον υπολογιστή σας είτε να πατήσετε το κουμπί επαναφοράς στο Arduino. Εάν κάνετε κλικ στο κουμπί επαναφοράς, θα χρειαστεί να ανεβάσετε ξανά τον κώδικα στο Arduino. Εάν απλώς αποσυνδέσετε το ρεύμα, θα αρχίσει να λειτουργεί αμέσως μόλις το συνδέσετε ξανά.