BotTender: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

BotTender, mükemmel vuruşu yapan bir barmen asistanı!

BotTender, çubukları otomatikleştirmek amacıyla tasarlanmış otonom bir robottur. Barın üstüne yerleştirilir ve önündeki shot bardaklarını algılar. Bardaklar tespit edildikten sonra bardağa yaklaşır ve müşterilerden gözlüklerini robotun üzerine yerleştirmelerini ister. O zaman mükemmel atış çekilmeyi bekliyor! Döküm tamamlandığında, BotTender bir sonraki müşteriyi bir bardakla algılayana kadar çubuk boyunca gezinmeye devam eder.

ITECH yüksek lisans programında Hesaplamalı Tasarım ve Dijital İmalat seminerinin bir parçası olarak yürütülen proje.

Adım 1: Parça Listesi

ELEKTRİK PARÇALARI

1. Navigasyon:

• (2) Dişli Motorlar
• Ultrasonik Mesafe Sensörü

2. Ağırlık Ölçümü:

• (5KG) Düz çubuk tipi mikro yük hücresi (mutfak terazisinde bulunabilir)
• HX711 Yük Hücresi Amplifikatörü

3. Görüntüleme:

• LCD Ekran (4x20)
• LCD2004 I2C arayüzü

4. Dökme:

• Mini Dalgıç Su Pompası (DC motor 3-6V)
• 2n2222 Transistör (EBC)
• 1K Direnç
• 1N4007 Diyot Doğrultucu

5. Diğer:

• Arduino UNO R3 Kontrol Kartı

• Mini Breadboard
• Pil paketi
• Atlama Kabloları (M/M, F/F, F/M)
• Havya

TASARIM

6. Kullanıma hazır:

• (2) Tekerlekler + Evrensel Tekerlek
• Cam Kavanoz (8cm çapında)
• Shot Cam (3,5 cm çap)
• 9mm Su Tüpü
• (30) M3x16 cıvatalar
• (15) M3x16 somunlar
• (4) M3x50 cıvatalar
• (5) M3x5 cıvatalar
• (2) M5x16 cıvatalar

7. Özel parçalar:

• Pleksiglas 3.0mm (25cm x 50cm) üzerine lazer kesim: robot şasi üst ve alt platformları, Arduino ve breadboard platformu, LDC tutucu, ultrasonik sensör tutucu, ölçek üst ve alt platformlar, Kavanoz kapağı.
• 3D baskılı parçalar: Güç bankası tutucusu

VE…

ÇOK ALKOL!!

2. Adım: Mantık ve Kurulum

1. Navigasyon:

BotTender'ın navigasyonu, robotun önüne yerleştirilen ultrasonik sensörden alınan verilerle kontrol edilir. Robot güç kaynağına takılır takılmaz shot bardağına olan mesafeyi okumaya başlar ve ona doğru yaklaşmaya başlar. Belli bir mesafeye ulaştığında durur ve müşterinin camı loadcell plakasına koymasını bekler.

DC motorlar ve Arduino arasındaki iletişim, L293D Motor Driver IC kullanılarak sağlanır. Bu modül, iki DC motorun hızını ve dönüş yönünü kontrol etmemize yardımcı olur. Hız, PWM (Darbeli Genişlik Modülasyonu) tekniği kullanılarak kontrol edilebilirken, yön bir H-Bridge kullanılarak kontrol edilir.

Darbelerin frekansı artarsa, motorlara uygulanan voltaj da artar, bu da motorların tekerlekleri daha hızlı döndürmesine neden olur.

DC motorları kontrol etmek için H Köprüsünü kullanma hakkında daha ayrıntılı bilgiyi burada bulabilirsiniz.

2. Ağırlık ölçümü:

Mantık ve devre: Ağırlık sensöründen alınan sinyali yükseltmek için Düz Çubuk Tipi Yük Hücresi ve HX711ADC dönüştürücü kartı kullanın. Bunları devre şemasında gösterildiği gibi Arduino ve breadboard'a bağlayın.

HX711, şunlara bağlanır:

• GND: Breadboard (-)
• VERİ: pim 6 SAAT: pim 2
• VCC: Breadboard (+)
• E+: Yük Hücresinin KIRMIZISI ile bağlantılı
• E-: MAVİ'ye bağlı
• A-: BEYAZ'a bağlı
• A+: SİYAH'a bağlı
• B-: bağlantı yok
• B+: bağlantı yok

Amplifikatör, Arduino'nun Yük hücresinden dirençteki değişiklikleri algılamasını sağlar. Basınç uygulandığında, uygulanan basınca tepki olarak elektrik direnci değişecektir.

Kurulum: Bizim durumumuzda bir mikro yük hücresi (5KG) kullanıyoruz. Yük hücresinin üstünde ve altında 2 delik ve sapma yönünü gösteren bir ok vardır. Ok aşağıyı gösterecek şekilde, terazinin altını robotun üst platformuna takın. Yük hücresinin üst kısmındaki karşıt deliği terazinin üst parçasına takın.

Arduino'ya bağlandıktan sonra, bu sayfanın altındaki HX711 amplifikatör kütüphanesini indirin ve aşağıda verilen Kalibrasyon çizimini kullanarak yük hücresini kalibre edin.

HX711 kitaplığını indirin:

Kalibrasyon çizimi:

3. Görüntüleme:

Mantık ve devre: LCD Ekranı (4x20) I2C arayüzüne bağlayın. Ayrılmışsa, lehimleme yapılmalıdır. I2C ara fazı iki sinyalden oluşur: SCL ve SDA. SCL saat sinyalidir ve SDA veri sinyalidir. I2C şunlara bağlıdır:

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

IC2 kitaplığını indirin:

4. Dökme:

Su pompasını Arduino'ya bağlamak için bir transistör, 1K direnç ve bir Diyot'a ihtiyacınız olacak. (Aşağıdaki devre şemasına bakın). Yük hücresi boş bir bardağın ağırlığını okuduğunda su pompası devreye girer. Bardak dolduğunda yük hücresi ağırlığı okur ve su pompasını kapatır.

Adım 3: Devre Şeması

4. Adım: Kod

Adım 5: Tasarım

Tasarım amacı

Ana tasarım amacı, şeffaf bir malzeme kullanmak ve elektroniklerin varlığını geliştirmekti. Bu sadece devredeki sorunları daha hızlı belirlememize yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda onarım gerektiğinde sökmeyi de kolaylaştırır. Alkolle çalıştığımız için, elektronik ve alkolü kompakt bir şekilde mümkün olduğunca ayrı tutmak tasarımımız için çok önemliydi. Bunu başarmak için, hazır ürünleri özelleştirilmiş tasarımımıza entegre ettik. Sonuç olarak, elektroniği alt katmanda tutan ve atış servis alanını en üst katmana yükselten çok katmanlı bir sistem ortaya çıktı.

Özel parçalar: Lazer kesim

1. Vücut

BotTender, kabloların arduino ve devre tahtasına takılmasına izin verecek kadar yeterli mesafeyle birbiri üzerine yığılmış iki ana katmandan oluşur. Alt katman esas olarak motorları, arka tekerleği, elektronik platformu ve pil tutucuyu gövdeye takmak ve ayrıca şişe için bir taban görevi görmek için kullanılırken, üst katmanda şişeyi stabilize etmek için bir delik ve yeterli alan bulunur. yük hücresi ve plakaları için.

2. Yük Hücresi Plakaları

Yük hücresi plakaları, bir mutfak terazisinin çalışma prensibi dikkate alınarak tasarlanmıştır. Yük hücresi, cıvata deliklerinden bir üst ve bir alt katmana bağlanır. Üst katmanın üzerine, shot bardağını koymak ve yerinde tutmak için kesin yuvayı belirtmek için başka bir katman yerleştirilir.

3. LCD ve Ultrasonik Sensör Tutucu

LCD desteği, ekranı yer düzleminden 45 derece döndürülmüş halde tutmak için tasarlanmıştır, Ultrasonik sensör tutucu ise shot camını kolayca algılamak için sensörü dikey ve yere mümkün olduğunca yakın tutar.

4. Şişe Kapağı

İçeceği kapalı bir ortamda tutacak, ancak yine de tüp ve su pompası kablolarının şişeden çıkmasına izin verecek bir şişe kapağı tasarladık. Kapağın 2 katmanı vardır: Tüpü yerinde tutmak için üst katman ve kapağı şişeye kilitlemek ve su pompası kablolarının arduino'ya erişmesini sağlamak için alt katman. Bu iki katman daha sonra cıvataları yerleştirmek için yanlardaki karşılık gelen küçük delikler kullanılarak birbirine tutturulur.

Özel Parçalar: 3D baskılı

5. Güç Bankası SahibiBotTender'ımız için harici bir güç kaynağı kullanmaya karar verdik: bir güç bankası. Bu nedenle, seçtiğimiz güç bankasının boyutları için özelleştirilmiş bir pil tutucuya ihtiyacımız vardı. Parçayı Rhinoceros'ta tasarladıktan sonra siyah PLA kullanarak 3D yazdırdık. Cıvata delikleri daha sonra bir matkap kullanılarak açıldı.