ที่เปิดกระป๋องสีอัตโนมัติ: 6 ขั้นตอน

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

คำแนะนำนี้สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ Makecourse ที่มหาวิทยาลัยเซาท์ฟลอริดา (www.makecourse.com) ในคำแนะนำในวันนี้ ฉันจะแสดงวิธีสร้างเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 1: ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบ Paint Can Opener

ขั้นตอนแรกในการสร้างเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติคือการออกแบบและค้นหาว่าแผนเกมโดยรวมของคุณคืออะไร บางคนอาจต้องการทำโปรเจ็กต์จากไม้ บางคนอาจต้องการพิมพ์ 3 มิติ หรืออาจเป็นแค่โฟม/กระดาษแข็ง วัสดุกำหนดความเสถียรของโครงการ แต่พื้นที่ขนาดเล็กบางส่วนและงบประมาณที่จำกัด อาจกำหนดการออกแบบและวัสดุโดยรวมที่คุณอาจต้องการใช้สำหรับการสร้างเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติของคุณ จากนี้ไป ฉันจะใช้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติ โฟม และฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ผสมกันเพื่อสร้างเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติ กระบวนการออกแบบของคุณมีความสำคัญมากที่สุดในการพยายามกำหนดเป้าหมายหรือแผนทั่วไปที่คุณต้องการปฏิบัติตามเพื่อให้บรรลุเป้าหมายด้วยข้อจำกัดที่มีอยู่ ขั้นตอนนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายและอาจต้องใช้ความพยายามและการวาดภาพหลายครั้งก่อนที่คุณจะพบการออกแบบที่ตรงกับข้อจำกัดของคุณ แต่เมื่อคุณมีเป้าหมายโดยรวมแล้ว จะทำให้ขั้นตอนที่เหลือง่ายขึ้นมาก

ขั้นตอนที่ 2: ขั้นตอนที่ 2: สร้าง Arduino Circiut เพื่อการใช้งาน

ฉันเริ่มต้นด้วยการตั้งค่าฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ฉันเลือกไว้สำหรับเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติของฉัน ฉันใช้ Arduino Uno เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์หลักที่ควบคุมการทำงานโดยรวมของโปรเจ็กต์ มอเตอร์เซอร์โวขนาดเล็กขนาด 9g ที่จะใช้งานกลไกการเปิดของการออกแบบของฉัน เพื่อให้สามารถเคลื่อนแขนเซอร์โวอาร์มซ้ำๆ จาก 0 ถึง 90 เป็น 0 ได้ 90 ฯลฯ, สเต็ปเปอร์มอเตอร์ 5V ที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของสีกระป๋องผ่านระบบเกียร์, ตัวต้านทาน 220ohm สองตัวที่อนุญาตให้ปุ่มและไฟทำงาน, เขียงหั่นขนม 1/2 อัน (สามารถใช้เขียงหั่นขนมเต็มได้ แต่สำหรับการลด ช่องว่างที่ฉันเลือก 1/2) ที่ให้คุณเชื่อมต่อทุกอย่าง Dupont / jumper Wires จำนวนหนึ่งเพื่อต่อส่วนประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกัน ไดรเวอร์ ULN2003A ที่ควบคุมการทำงานของสเต็ปเปอร์มอเตอร์ (ภาพวงจรใช้ EasyDriver - Stepper Motor ไดรเวอร์ แต่อาจใช้งานได้), ไฟ LED สีเขียว 5 มม., สวิตช์กดขนาดเล็ก (ปุ่ม), สาย USB A ถึง B เพื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ของคุณ และแหล่งจ่ายไฟแบตเตอรี่ 5V DC 2200mAh ที่รองรับการจ่ายไฟให้กับ Arduino ดังนั้นจึงอาจทำงาน รหัสที่อัปโหลดที่ฉันจะ de อาลักษณ์ในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนที่ 3: การเขียนโค้ด C+ สำหรับใช้งาน Arduino

ในภาพต่อไปนี้ฉันมีรหัสที่ฉันสร้างขึ้นเพื่อใช้ในการตั้งค่าวงจรที่ฉันได้แสดงไว้ในขั้นตอนก่อนหน้านี้ สามารถดาวน์โหลดไลบรารีฟังก์ชันได้ที่ www.makecouse.com บทช่วยสอนเกี่ยวกับการใช้งานสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ฉันเคยใช้ โค้ดโดยรวมถูกสร้างขึ้นเพื่อเริ่มการวนซ้ำอย่างต่อเนื่องเมื่อกดปุ่มเริ่มต้นบนเขียงหั่นขนม เมื่อกดปุ่มแล้ว ไฟ LED สีเขียวจะเปิดใช้งานเพื่อแสดงว่าเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติกำลังทำงานอยู่ เซอร์โวมอเตอร์และสเต็ปเปอร์มอเตอร์ทำงานพร้อมกันกับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่ใช้การเคลื่อนที่แบบบิดของแผ่นฐานที่สีขนาดควอร์ตสามารถนั่งได้ และเซอร์โวควบคุมการเปิดที่ใช้คันโยกและต้านทานต่อสปริงที่ช่วยให้ ที่เปิดเพื่อแงะฝากระป๋องสีออก ปุ่มรีเซ็ตบน Arduino Uno จะหยุดการทำงานจนกว่าจะกดปุ่มอีกครั้ง อัปโหลดรหัสนี้ (หรือรหัสที่คล้ายกันที่คุณสร้างขึ้น) ไปยัง Arduino โดยใช้สาย USB A ถึง B เมื่ออัปโหลดโปรแกรมแล้ว ให้ถอด USB ออกจากคอมพิวเตอร์ แล้วต่อกับชุดแบตเตอรี่หรือแหล่งพลังงานเพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องจากที่นี่เป็นต้นไป

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนที่ 4: การพิมพ์ 3 มิติชิ้นส่วนที่จำเป็น

ฉันพิมพ์ชิ้นส่วนทั้งหมด 4 ส่วนสำหรับเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติของฉัน ส่วนแรกเป็นภาชนะสำหรับยึดกลไกการเปิดและเซอร์โวมอเตอร์ ส่วนที่สองเป็นตัวเปิดที่เหมาะกับเครื่องเปิดกระป๋องแบบพื้นฐานที่หาซื้อได้ที่ร้าน Sherwin-Williams Paint ทุกแห่งโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย 2 อันสุดท้ายคือระบบเกียร์ที่ควบคุมเพลทฐานที่สีสามารถวางได้ เกียร์แรกที่ภาพด้านบนเป็นเฟือง/ขาตั้งที่เชื่อมต่อกับแผ่นฐานและเกียร์สองที่ควบคุมการหมุนของกระป๋องสี เกียร์สองที่อยู่ด้านบนของสเต็ปเปอร์มอเตอร์สามารถพิมพ์โดยใช้เกียร์เดียวกัน ที่แสดงไว้ข้างต้น ที่เปิดทำงานโดยยึดกับสปริงส่วนขยายดังภาพด้านบน และยึดด้วยสกรูของเครื่องจักรดังภาพด้านบนเช่นกัน เซอร์โวมอเตอร์ติดอยู่ที่ด้านข้างเพื่อให้ทำงานพร้อมกันกับการทำงานของรหัสที่ได้ระบุไว้ก่อนหน้านี้ แผ่นฐานที่ฉันสร้างนั้นใช้ฉนวนโฟมอย่างง่ายที่พบในร้าน Lowe ในพื้นที่ของฉันซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 1/2" และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 4" กระป๋องสีขนาดควอร์จะนั่งสบายในป่าด้วยแผ่นฐานและรูตรงกลางจะเชื่อมต่อเฟือง/ขาตั้งเข้ากับแผ่นฐาน ต่อมาฉันทาสีแผ่นฐานเป็นสีแดงเพื่อความสวยงามเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนที่ 5: การสร้างขาตั้งและฐานของโครงการ

ขั้นแรกให้สร้างฐานที่เพลทฐานหมุนจะนั่งเข้าไป และสเต็ปเปอร์มอเตอร์จะเลื่อนเข้าไป ฉันสร้างโครงสร้างโดยการติดกาวโฟมที่ด้านบนของกันและกัน และปล่อยให้กาวแข็งตัวก่อนที่จะตัดเป็นรูปร่างที่ต้องการโดยใช้ใบเลื่อยตัดเหล็กแบบธรรมดาที่ฉันซื้อมาจากร้าน Lowe's ในพื้นที่ของฉัน (ฉันไม่มีเลื่อย เลยเอาผ้าเช็ดใบมีดไว้เพื่อให้ฉันสามารถตัดโฟมได้) ฉันตัดกล่องให้เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 6 1/2 นิ้วและหนา 3 นิ้ว รูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง.9" ที่เพลทฐานและเฟือง/ขาตั้งอยู่นั้นอยู่ห่างจากสเต็ปเปอร์มอเตอร์ 3 นิ้ว การจัดวางสเต็ปเปอร์มอเตอร์และที่เปิดขึ้นอยู่กับการออกแบบของคุณ แต่จะต้อง 3 นิ้วเพื่อให้เกียร์ทำงานได้อย่างราบรื่นหากคุณใช้ขนาดเดียวกันกับที่ฉันเคยใช้ ฉันเพิ่มรูพิเศษเพื่อเพิ่มน้ำหนักเพื่อยึดโครงสร้างไว้ซึ่งฉันเติมด้วยเพนนี และเพิ่มแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์ลงในรูที่แผ่นฐานวางเพื่อลดสัมประสิทธิ์การเสียดสีระหว่างแท่นเกียร์ของเครื่องพิมพ์ 3 มิติกับกล่อง นอกจากนี้ ยังช่วยให้ฉันเติมสารหล่อลื่นได้หากต้องการเพื่อให้การทำงานราบรื่นแต่ไม่จำเป็น ฉันอยากจะแนะนำการพิมพ์ 3 มิติทั้งตัว แต่ด้วยข้อจำกัดด้านเวลาและวัสดุที่มี โฟมจึงเป็นสิ่งเดียวที่ฉันสามารถจัดการได้ ขาตั้งสูง 13 นิ้ว และกว้าง 6 1/2 นิ้ว และมีช่องว่าง 2 นิ้ว ซึ่งช่วยให้ที่เปิดฝาสัมผัสกับ สีขนาดควอร์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ฉันเพิ่มส่วนขยายพิเศษ 3 1/2" ให้กับฐานเพื่อเพิ่มการรองรับขาตั้ง แต่อาจไม่จำเป็นหากคุณกังวลเรื่องพื้นที่ ซึ่งอาจต้องมีการปรับเปลี่ยนบางอย่างขึ้นอยู่กับการออกแบบส่วนตัวของคุณ จากนั้นจึงตัดความกว้าง 2 1/2" รูที่ยาว 4 นิ้วและลึก 2 1/2 นิ้ว โดยที่ภาชนะจะใส่ได้พอดี ฉันถอดส่วนขยาย 1/2" ที่ด้านขวาของรูออกเพื่อให้เซอร์โวมอเตอร์เข้าที่พอดี ฉันทาสีโครงสร้างเพื่อจุดประสงค์ในการแสดงผล แต่นั่นไม่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 6: ขั้นตอนที่ 6: ประกอบส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมดและชิ้นส่วนที่สร้างขึ้น

ในขั้นตอนนี้ ขึ้นอยู่กับการออกแบบเฉพาะของคุณ ฉันเลื่อนที่เปิดซึ่งถือภาชนะในรูที่ฉันตัดบนขาตั้ง ฉันยังเพิ่มสเต็ปเปอร์มอเตอร์ด้วยเฟืองที่พิมพ์ 3 มิติที่เกี่ยวข้อง เฟือง/ขาตั้งพิมพ์ 3 มิติที่เชื่อมต่อกับเฟืองสเต็ปเปอร์มอเตอร์และยึดแผ่นฐาน ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงตั้งค่าวงจร Arduino ที่ฉันได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้โดยเชื่อมต่อสเต็ปเปอร์มอเตอร์กับไดรเวอร์ ULN2003A และเซอร์โวมอเตอร์กับเขียงหั่นขนม/Arduino ด้วยเหตุนี้ ฉันจึงทดสอบการหมุนและการเคลื่อนไหวของชุดประกอบ และทำการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเพื่อให้ทำงานเร็วขึ้นและราบรื่นขึ้น (เพิ่มสารหล่อลื่น เปิดรูให้กว้างขึ้น ฯลฯ) ฉันเพิ่มที่เปิดที่ฉันได้รับจากร้านสีเชอร์วิน วิลเลียมส์ และกระป๋องสีขนาดควอร์ตเปล่าพร้อมของเหลวเพื่อสาธิตการทำงานของกระป๋องสีที่ยังไม่ได้เปิดแบบเต็ม ที่เปิดควรเคลื่อนที่ในแนวตั้งเพื่อใช้กลไกของคันโยกเพื่องัดฝาออกจากกระป๋องสี สเต็ปเปอร์มอเตอร์ทำงานระบบเกียร์โดยพร้อมเพรียงกันเพื่อหมุนสีขนาดควอร์ตที่อยู่บนแผ่นฐานเพื่อให้ตัวเปิดสามารถถอดฝาออกจนสุดได้ เมื่อคุณประกอบเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติด้วยการตั้งค่าวงจร Arduino อิเล็กทรอนิกส์ที่เกี่ยวข้องแล้ว ให้ทำการปรับเปลี่ยนใดๆ ที่จำเป็น และโครงการสุดท้ายของคุณควรเป็นเครื่องเปิดกระป๋องสีอัตโนมัติที่เสร็จสมบูรณ์