บาร์อัตโนมัติ: 7 ขั้นตอน

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

โครงการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อผลิตระบบจำหน่ายเครื่องดื่มอัตโนมัติราคาประหยัดสำหรับใช้ในผู้บริโภคระดับไฮเอนด์และการใช้งานเชิงพาณิชย์ ระบบดั้งเดิมในบาร์อัตโนมัติใช้เซอร์โวมอเตอร์และรางแข็งขนาดใหญ่พร้อมแท่นขับเคลื่อนด้วยสายพาน ในขณะที่โครงการที่ยอดเยี่ยมสำหรับทุกคน ระบบเหล่านี้สามารถลดต้นทุนได้ ดังนั้นเราจึงพัฒนาการออกแบบที่เป็นมิตรกับผู้ผลิตในราคาประหยัด

คุณสมบัติ

• ปรับขนาดได้ตามประเภทของสุรา/เครื่องผสม
• การรวม Google API สำหรับการสั่งซื้อด้วยเสียง
• ฐานข้อมูลสูตรที่รวบรวมข้อมูลอย่างกว้างขวาง

ฮาร์ดแวร์

• Raspberry Pi 3 รุ่น B
• โครงสร้างการอัดรีดอลูมิเนียมต้นทุนต่ำ
• อุปกรณ์ติดตั้ง PLA แบบพิมพ์ 3 มิติ
• ตัวกระตุ้นเซอร์โว 9g

ขั้นตอนที่ 1: รายการอะไหล่และทรัพยากร

ข้อกำหนดด้านฮาร์ดแวร์ได้รับการสรุปและออกแบบไว้ล่วงหน้าสำหรับคุณ อย่างไรก็ตาม คุณยังต้องการเข้าถึงทรัพยากรบางอย่างที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ง่ายเสมอไป

คุณจะต้องเข้าถึง:

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
• เดรเมลหรือเลื่อยสายพาน
• หัวแร้ง

หมายเหตุ: ชิ้นส่วนและราคาต่อไปนี้ทั้งหมดเป็น GBP ปอนด์และเว็บไซต์อาจเป็นศูนย์กลางของสหราชอาณาจักร อย่างไรก็ตาม ชิ้นส่วนเหล่านี้หาได้ง่ายในพื้นที่ส่วนใหญ่ วัสดุบางอย่างจะถูกกว่าหากสั่งซื้อจากจีน

ส่วนประกอบเฟรม

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: £18.32 - CaterSpeed/Alibaba
• ท่อพีวีซี 5 เมตร (6 มม. x 8 มม.): £5.29 - ebay
• วงเล็บ Extrusion 90 ° 20 x: 7.16 ปอนด์ - ebay
• 20 x Drop T-Nut: £3.36 - ebay
• 20 x M5 10mm: £3.39 - ebay
• ลวดแข็ง: £1.49 - ebay
• 4 เมตร x อลูมิเนียมอัดขึ้นรูป (20mmx20mm): £22.96 -RS

• 1 x GP2Y0D805Z0F เซนเซอร์ ระยะทาง 50 มม. ดิจิตอล: £3.14 - Farnell

ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

• โหลดเซลล์ 1 x 1 กก.: £2.21 - Amazon
• 8 x Micro Servo: £11.25 - ebay
• 1 x พร็อกซิมิตีเซ็นเซอร์ - GP2Y0D805Z0F เซ็นเซอร์ ระยะทาง 50 มม. ดิจิตอล: £3.14 - Farnell
• ส่วนประกอบขนาดเล็กสามารถพบได้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 2: อิเล็กทรอนิกส์และ PCB

แผนผัง PCB, photomasks และ BOM แบบเต็มมีอยู่ในชุมชน Altium CircuitMaker ที่นี่

บอร์ดสุดท้ายเป็น 2 ชั้น ภายใต้ <100x100 มม. และสามารถรับได้ในราคา $0.20 ต่อชิ้นผ่านบริการสร้างต้นแบบของ JLCPCB

บอร์ดที่มีประชากรมีคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้:

• 8x ช่องเซอร์โว
• 1x อินพุตเครื่องขยายเสียงโหลดเซลล์
• 1x อินพุตเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดดิจิตอล
• 2x ดีบักหมุด GPIO พร้อมไฟ LED

สำหรับการพัฒนาในอนาคต ยังมีแผ่นรองสำหรับ:

• 8x ช่องเซอร์โวเพิ่มเติม
• 4x อินพุต ADC วัตถุประสงค์ทั่วไป
• 1x ช่องขยายโหลดเซลล์สำรอง
• ตัวขับโซลินอยด์แบบแยกออปโต 2x พร้อมราง 12V

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ 3 มิติ

มี 4 ส่วนต่าง ๆ ที่ต้องพิมพ์

• เมานต์เซอร์โว
• คลิปออปติก
• ขายึดพร็อกซิมิตีเซ็นเซอร์
• ที่ใส่ท่อพีวีซี

จำเป็นต้องพิมพ์ตัวยึดเซอร์โวและคลิปแปดตัว เซ็นเซอร์ความใกล้ชิดหนึ่งตัวและตัวยึดท่อสองตัว ไฟล์มีอยู่ที่นี่

ระบบจ่ายยาทำงานผ่านเซอร์โว 9g ที่ติดตั้งอยู่บนออปติกแต่ละตัว โดยมีสตรัทโลหะเชื่อมต่อกับฐานของลูกสูบ ขณะที่เซอร์โวหมุน กลไกลูกสูบจะถูกดึงขึ้นด้านบน ปิดแนวเติมที่ขวด เปิดท่อจ่าย และปล่อยให้อากาศกลับผ่านองค์ประกอบสปริงภายในออปติก

ท่อพีวีซีเกรดอาหารจะวิ่งจากออปติกแต่ละตัวและถูกยึดไว้ตรงกลางเหนือเต้ารับโดยส่วนประกอบที่จัดตำแหน่งทั้งสองชิ้น

ด้านหลังโหลดเซลล์มีเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดแบบดิจิตอล ซึ่งช่วยในการตรวจจับถ้วยบนเพลต โดยยึดตำแหน่งโดยการติดตั้งแบบเลื่อนที่พิมพ์บนการอัดขึ้นรูป

ชิ้นส่วนนักประดิษฐ์และไฟล์ประกอบมีให้ พร้อมโมเดล STL เพิ่มเติมสำหรับส่วนประกอบที่พิมพ์ รวมภาพวาดทางเทคนิคสำหรับชิ้นส่วนสำคัญ และสามารถดึงมาจากเอกสารนักประดิษฐ์ในมาตราส่วนมม.

ขั้นตอนที่ 4: เฟรม

1. ตัดการรีดออกเป็นส่วนๆ (4 x 400 มม., 7 x 300 มม., 1 x 15 มม.)

2. ประกอบเป็นทรงลูกบาศก์โดยใช้ตัวยึด 90 องศาและ T-Nuts ที่ทางแยก 90 องศา ใช้ส่วน 400 มม. เป็นเสาแนวตั้ง โดยปล่อยให้ส่วนใดส่วนหนึ่ง 300 มม. ว่างตามที่แสดง

3. เชื่อมต่อชิ้นส่วนขนาด 15 มม. เข้ากับกึ่งกลางของส่วนหลังส่วนล่าง

4. แนบพรอกซิมิตี้เซนเซอร์และที่วางแก้วแบบ 3 มิติเข้ากับส่วน 15 มม. ตามที่แสดง

5. อีพ็อกซี่เพลทเข้ากับโหลดเซลล์ และโบลต์เข้ากับส่วนท้ายของส่วน 15 มม. โดยใช้สลักเกลียว T-Nuts และ 20 มม. M5

ขั้นตอนที่ 5: เลนส์

เพื่อให้ระบบออปติกทำงานโดยเซอร์โว จำเป็นต้องถอดสปริงหลักออก

1. ถอดตัวเรือนพลาสติกและสปริงขนาดใหญ่ออกจากส่วนล่างของออปติก

2. แนบชิ้นส่วนและเซอร์โวที่พิมพ์ 3 มิติตามที่แสดง

3. เชื่อมต่อเซอร์โวกับฐานของลูกสูบ ผ่านรูในแขนเซอร์โวและส่วนที่พิมพ์โดยใช้ลวดแข็ง

4. ติดเลนส์เข้ากับขาตั้งและยึดเข้ากับเฟรมโดยเว้นระยะห่างเท่าๆ กันเพื่อหลีกเลี่ยงการรับน้ำหนักที่ไม่สม่ำเสมอ

ขั้นตอนที่ 6: ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้มีอยู่ใน GitHub ของเรา

ซอฟต์แวร์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: เซิร์ฟเวอร์และเฟิร์มแวร์ เฟิร์มแวร์คือซอร์สโค้ด c++ ที่คอมไพล์ไปยังอ็อบเจ็กต์ที่ใช้ร่วมกันซึ่งมีบาร์ลอจิกอัตโนมัติและโต้ตอบกับโหลดเซลล์ (HX711) เซอร์โว และเซ็นเซอร์ความใกล้ชิด ไดเร็กทอรีเซิร์ฟเวอร์ประกอบด้วยเว็บเซิร์ฟเวอร์หลามที่นำเข้าอ็อบเจ็กต์ที่ใช้ร่วมกันเป็นโมดูล เมื่อได้รับเว็บฮุคจากไดอะล็อกโฟลว์ ต่อมาจะแยกวิเคราะห์และเข้าถึงลักษณะการทำงานที่ต้องการผ่านการโยง

ตรรกะและพฤติกรรม

ลักษณะการทำงานของแถบอัตโนมัติสามารถแสดงเป็นเครื่องสถานะที่แสดงด้านบน เมื่อวางถ้วยแล้ว เครื่องก็พร้อมสำหรับการสั่งซื้อ เมื่อได้รับแล้ว เครื่องจะเริ่มจ่าย เมื่อเสร็จแล้วจะกลับสู่สถานะพร้อมสำหรับเครื่องดื่มอื่น และถ้าเคยถอดถ้วยจะกลับไปรอเพื่อวาง การตรวจจับถ้วยทำได้โดยเซ็นเซอร์ความใกล้ชิดซึ่งจะคืนค่าบูลีนขึ้นอยู่กับว่าอ่านสูงหรือต่ำหรือไม่ การจ่ายจะถูกตรวจสอบโดยเซ็นเซอร์น้ำหนัก เมื่อเว็บเซิร์ฟเวอร์หลามได้รับคำสั่งแล้ว จะคำนวณน้ำหนักที่ต้องการเพื่อจ่ายจากปริมาณที่ต้องการและตารางค้นหาความหนาแน่น จากนั้นจะพบเซอร์โวที่จับคู่กับเครื่องดื่มนั้นและเปิดใช้งานในภายหลังจนกว่าน้ำหนักจะเท่ากัน เมื่อเสร็จสิ้น เซิร์ฟเวอร์จะตอบกลับไปยังไดอะล็อกโฟลว์เพื่อแจ้งผู้ใช้ว่าเครื่องดื่มของพวกเขาพร้อมแล้ว

ขั้นตอนที่ 7: ความช่วยเหลือ & ปัญหา

เราหวังว่าคุณจะชอบคำแนะนำของเรา และเราอยากรู้ว่าคุณตัดสินใจสร้างมันขึ้นมาเองหรือไม่! หากคุณมีปัญหาใด ๆ โปรดแสดงความคิดเห็นด้านล่างและเรายินดีที่จะช่วยเหลือคุณ

ฟังก์ชันพิเศษบนบอร์ดจะช่วยให้คุณสามารถขยายระบบของคุณได้ถึง 16 ส่วนประกอบเครื่องดื่มที่แตกต่างกัน รวมทั้งเพิ่มแอคทูเอเตอร์หรือเซ็นเซอร์เชิงกลอื่นๆ จำนวนหนึ่ง หรืออีกทางหนึ่ง อย่าลังเลที่จะแยกไฟล์การออกแบบฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์ของเรา และเพิ่มแนวคิดของคุณเอง! เราชอบที่จะดูว่าชุมชนสามารถทำอะไรได้บ้าง

ขอขอบคุณที่สละเวลาอ่านข้อความนี้ และเราขอให้คุณโชคดีกับโครงการของคุณ: Eddy, Joe และ Pete