BotTender: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

BotTender ผู้ช่วยบาร์เทนเดอร์ที่เทช็อตเด็ด!

BotTender เป็นหุ่นยนต์อิสระที่ออกแบบโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้แถบอัตโนมัติ มันถูกวางไว้ที่ด้านบนของแถบและตรวจจับแก้วช็อตที่อยู่ด้านหน้า เมื่อตรวจพบแว่นตา มันจะเข้าใกล้กระจกและขอให้ลูกค้าวางแว่นตาบนหุ่นยนต์ แล้วช็อตที่สมบูรณ์แบบกำลังรอที่จะถูกถ่าย! เมื่อเทเสร็จแล้ว BotTender จะนำทางไปตามแถบต่อไปจนกว่าจะตรวจพบลูกค้ารายต่อไปที่มีแก้ว

โครงการดำเนินการเป็นส่วนหนึ่งของการสัมมนาการออกแบบคอมพิวเตอร์และการผลิตดิจิทัลในโปรแกรมปริญญาโท ITECH

ขั้นตอนที่ 1: รายการอะไหล่

ส่วนประกอบไฟฟ้า

1. การนำทาง:

• (2) มอเตอร์เกียร์
• เซ็นเซอร์ระยะอัลตราโซนิก

2. การวัดน้ำหนัก:

• (5KG) ไมโครโหลดเซลล์แบบแท่งตรง (สามารถพบได้ในเครื่องชั่งในครัว)
• HX711 โหลดเซลล์แอมพลิฟายเออร์

3. การแสดง:

• หน้าจอ LCD (4x20)
• อินเทอร์เฟซ LCD2004 I2C

4. การเท:

• ปั๊มน้ำบาดาลขนาดเล็ก (มอเตอร์กระแสตรง 3-6V)
• 2n2222 ทรานซิสเตอร์ (EBC)
• ตัวต้านทาน 1K
• วงจรเรียงกระแสไดโอด 1N4007

5. อื่นๆ:

• บอร์ดควบคุม Arduino UNO R3

• เขียงหั่นขนมขนาดเล็ก
• ชุดแบตเตอรี่
• สายจัมเปอร์ (M/M, F/F, F/M)
• หัวแร้ง

ออกแบบ

6. นอกชั้นวาง:

• (2) ล้อ + ล้อสากล
• โหลแก้ว (เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 ซม.)
• แก้วชอต (เส้นผ่านศูนย์กลาง 3.5 ซม.)
• ท่อน้ำ 9 มม.
• (30) สลักเกลียว M3x16
• (15) ถั่ว M3x16
• (4) สลักเกลียว M3x50
• (5) สลักเกลียว M3x5
• (2) สลักเกลียว M5x16

7. ชิ้นส่วนที่กำหนดเอง:

• การตัดด้วยเลเซอร์บน Plexiglass 3.0 มม. (25 ซม. x 50 ซม.): แพลตฟอร์มด้านบนและด้านล่างของแชสซีหุ่นยนต์, แพลตฟอร์ม Arduino และเขียงหั่นขนม, ที่ยึด LDC, ที่ยึดเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก, แพลตฟอร์มด้านบนและด้านล่างมาตราส่วน, ฝาปิดโถ
• ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ: ที่ใส่พาวเวอร์แบงค์

และ…

แอลกอฮอล์เยอะมาก!!

ขั้นตอนที่ 2: ลอจิกและการตั้งค่า

1. การนำทาง:

การนำทางของ BotTender ถูกควบคุมโดยข้อมูลที่นำมาจากเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่วางอยู่ด้านหน้าหุ่นยนต์ ทันทีที่เสียบปลั๊กหุ่นยนต์เข้ากับแหล่งพลังงาน หุ่นยนต์จะเริ่มอ่านระยะห่างจากแก้วช็อตและเริ่มเข้าใกล้ เมื่อถึงระยะหนึ่ง เครื่องจะหยุดและรอให้ลูกค้าวางกระจกบนแผ่นโหลดเซลล์

การสื่อสารระหว่างมอเตอร์กระแสตรงและ Arduino ทำได้โดยใช้ L293D Motor Driver IC โมดูลนี้ช่วยให้เราควบคุมความเร็วและทิศทางการหมุนของมอเตอร์กระแสตรงสองตัว ในขณะที่สามารถควบคุมความเร็วได้โดยใช้เทคนิค PWM (Pulse Width Modulation) ทิศทางจะถูกควบคุมโดยใช้ H-Bridge

หากความถี่ของพัลส์เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์ก็เพิ่มขึ้นด้วย ส่งผลให้มอเตอร์หมุนล้อเร็วขึ้น

ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้สะพาน H เพื่อควบคุมมอเตอร์กระแสตรงสามารถพบได้ที่นี่

2. การวัดน้ำหนัก:

ลอจิกและวงจร: ใช้โหลดเซลล์ชนิดแท่งตรงและบอร์ดแปลงสัญญาณ HX711ADC เพื่อขยายสัญญาณที่ได้รับจากเซ็นเซอร์น้ำหนัก เชื่อมต่อสิ่งเหล่านี้กับ Arduino และเขียงหั่นขนมตามที่ระบุในแผนภาพวงจร

HX711 เชื่อมต่อกับ:

• GND: เขียงหั่นขนม (-)
• ข้อมูล: พิน 6 นาฬิกา: พิน 2
• VCC: เขียงหั่นขนม (+)
• E+: เชื่อมต่อกับ RED ของ Load Cell
• E-: เชื่อมต่อกับ BLUE
• A-: เชื่อมต่อกับ WHITE
• A+: เชื่อมต่อกับ BLACK
• B-: ไม่มีการเชื่อมต่อ
• B+: ไม่มีการเชื่อมต่อ

แอมพลิฟายเออร์ช่วยให้ Arduino สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานจากโหลดเซลล์ได้ เมื่อใช้แรงดัน ความต้านทานไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปตามแรงดันที่จ่าย

การตั้งค่า: ในกรณีของเรา เรากำลังใช้ไมโครโหลดเซลล์ (5KG) โหลดเซลล์มี 2 รูที่ด้านบนและด้านล่าง และลูกศรแสดงทิศทางการโก่งตัว เมื่อลูกศรชี้ลง ให้แนบด้านล่างของเครื่องชั่งเข้ากับแท่นด้านบนของหุ่นยนต์ ติดรูด้านตรงข้ามด้านบนของโหลดเซลล์เข้ากับส่วนบนของเครื่องชั่ง

เมื่อเชื่อมต่อกับ Arduino แล้ว ให้ดาวน์โหลดไลบรารี่สำหรับแอมพลิฟายเออร์ HX711 ที่ด้านล่างของหน้านี้ และปรับเทียบโหลดเซลล์โดยใช้แบบร่างการปรับเทียบที่ให้ไว้ด้านล่าง

ดาวน์โหลดไลบรารี HX711:

ร่างการสอบเทียบ:

3. การแสดง:

ลอจิกและวงจร: เชื่อมต่อหน้าจอ LCD (4x20) กับอินเทอร์เฟซ I2C ถ้าแยกออกต้องบัดกรี อินเตอร์เฟส I2C ประกอบด้วยสัญญาณสองสัญญาณ: SCL และ SDA SCL คือสัญญาณนาฬิกา และ SDA คือสัญญาณข้อมูล I2C เชื่อมต่อกับ:

• GND: เขียงหั่นขนม (-)
• VCC: เขียงหั่นขนม (+)
• SDA: พิน A4
• SCL: พิน A5

ดาวน์โหลดไลบรารี IC2:

4. การเท:

คุณจะต้องใช้ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน 1K และไดโอดเพื่อเชื่อมต่อปั๊มน้ำกับ Arduino (ดูแผนภาพวงจรด้านล่าง) ปั๊มน้ำจะทำงานเมื่อโหลดเซลล์อ่านน้ำหนักของแก้วเปล่า เมื่อแก้วเต็ม โหลดเซลล์จะอ่านน้ำหนักและปิดปั๊มน้ำ

ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพวงจร

ขั้นตอนที่ 4: รหัส

ขั้นตอนที่ 5: ออกแบบ

ความตั้งใจในการออกแบบ

จุดประสงค์หลักในการออกแบบคือการใช้วัสดุที่โปร่งใสและส่งเสริมการมีอยู่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยให้เราระบุปัญหาในวงจรได้เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยให้การถอดแยกชิ้นส่วนง่ายขึ้นในกรณีที่จำเป็นต้องซ่อมแซม เนื่องจากเรากำลังทำงานกับแอลกอฮอล์ การออกแบบของเราจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องแยกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแอลกอฮอล์ออกจากกันอย่างกะทัดรัดที่สุด เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ เราได้รวมผลิตภัณฑ์ชั้นวางเข้ากับการออกแบบที่กำหนดเองของเรา ด้วยเหตุนี้ เราจึงได้คิดค้นระบบหลายชั้นที่ช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อยู่ที่ชั้นล่างและยกระดับพื้นที่ให้บริการช็อตไปที่ชั้นบนสุด

ชิ้นส่วนที่กำหนดเอง: ตัดด้วยเลเซอร์

1. ร่างกาย

BotTender ประกอบด้วยสองชั้นหลักซ้อนกันโดยมีระยะห่างเพียงพอเพื่อให้เสียบสายไฟเข้ากับ Arduino และเขียงหั่นขนม ในขณะที่ชั้นล่างใช้เป็นหลักในการติดมอเตอร์ ล้อหลัง แท่นอิเล็กทรอนิกส์ และที่ยึดแบตเตอรี่เข้ากับตัวรถ รวมทั้งใช้เป็นฐานสำหรับขวด ชั้นบนมีรูเพื่อให้ขวดมีเสถียรภาพและมีพื้นที่เพียงพอ สำหรับโหลดเซลล์และเพลต

2. โหลดเพลทเซลล์

แผ่นโหลดเซลล์ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงหลักการทำงานของเครื่องชั่งในครัว โหลดเซลล์ติดอยู่ที่ด้านบนและด้านล่างจากรูสลัก ชั้นบนสุด วางอีกชั้นหนึ่งเพื่อระบุช่องที่แม่นยำเพื่อวางแก้วช็อตและเก็บไว้ในตำแหน่ง

3. ที่วาง LCD และ Ultrasonic Sensor

ส่วนรองรับ LCD ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้หน้าจอหมุนได้ 45 องศาจากระนาบพื้น ในขณะที่ตัวยึดเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกช่วยให้เซ็นเซอร์ตั้งฉากและใกล้กับพื้นมากที่สุดเพื่อตรวจจับกระจกช็อตได้อย่างง่ายดาย

4. ฝาขวด

เราออกแบบฝาขวดที่จะเก็บเครื่องดื่มไว้ในสภาพแวดล้อมที่ปิด แต่ยังคงให้สายท่อและสายปั๊มน้ำออกมาจากขวด ฝาปิดมี 2 ชั้น: ชั้นบนสุดเพื่อให้ท่อเข้าที่ และชั้นล่างเพื่อล็อคฝาบนขวดและให้สายปั๊มน้ำเข้าถึง Arduino จากนั้นสองชั้นเหล่านี้จะถูกยึดติดกันโดยใช้รูเล็ก ๆ ที่ด้านข้างเพื่อใส่สลักเกลียว

ชิ้นส่วนที่กำหนดเอง: 3D พิมพ์

5. Power Bank Holder สำหรับ BotTender ของเรา เราตัดสินใจใช้แหล่งพลังงานภายนอก: power bank ดังนั้นเราจึงต้องการที่วางแบตเตอรี่แบบกำหนดเองสำหรับขนาดของพาวเวอร์แบงค์ที่เราเลือก หลังจากออกแบบชิ้นส่วนในแรด เราก็พิมพ์ 3 มิติโดยใช้ PLA สีดำ จากนั้นเจาะรูโบลต์โดยใช้สว่าน