Arduino Skittle Sorter: 11 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

คนรักลูกกวาดจู้จี้จุกจิกทุกที่มักพบว่าตัวเองเสียเวลาอันมีค่าไปกับการคัดแยกขนม ฟังดูคุ้นเคยไหม? คุณเคยต้องการสร้างเครื่องจักรที่สามารถจัดเรียง Skittles ให้คุณหรือไม่? คำแนะนำนี้จะแสดงให้คุณเห็นว่าต้องทำอย่างไร คุณสามารถใช้ Arduino, Servos สองสามชิ้น, ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติและเลเซอร์ตัด และกาวและเทปจำนวนมาก คุณสามารถสร้างของคุณเองได้ เมื่อคุณทำเสร็จแล้ว สิ่งที่คุณต้องทำคือทิ้ง skittles ลงในกรวย หมุนที่จับ จากนั้นนั่งลง ผ่อนคลายและเพลิดเพลินในขณะที่ skittles ของคุณถูกจัดเรียงตามสี ขั้นแรก มาพูดถึงวัสดุที่คุณต้องการกันก่อน

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุ

สำหรับโครงการนี้ คุณจะต้องมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติและเครื่องตัดเลเซอร์ (ใช้เครื่องพิมพ์ของคุณเองหรือใช้เครื่องพิมพ์หรือเครื่องตัดสาธารณะใดๆ, Arduino Uno พร้อมสายเคเบิล, เซอร์โวแบบหมุนต่อเนื่อง และ Vex 180 Servo, สายจัมเปอร์ 15-20 เส้น ซูซานขี้เกียจขนาด 4 คูณ 4 นิ้ว กรวย (ชนิดเฉพาะ) และกาวอะคริลิก (ลิงก์ไปยังผลิตภัณฑ์เหล่านี้ทั้งหมดยกเว้นเครื่องพิมพ์และเครื่องตัดด้านล่าง) คุณอาจต้องใช้ไม้บรรทัดมาตรฐานหรือเครื่องมือวัดอื่น ๆ คุณจะต้องใช้ซอฟต์แวร์หลายตัว โปรแกรมต่างๆ รวมถึง Cura (สำหรับเครื่องพิมพ์ Ultimaker 3d), ซอฟต์แวร์ Arduino และไลบรารีเซ็นเซอร์ Adafruit, Adobe Illustrator (หรือโปรแกรมใดๆ ที่สามารถแก้ไขไฟล์ DXF สำหรับเครื่องตัดเลเซอร์) และ Fusion 360 (หากคุณต้องการแก้ไขไฟล์ STL)

Arduino Uno -

สาย USB Arduino -

เซอร์โวหมุนต่อเนื่อง -

Vex 180 Servo -

4x4 เลซี่ ซูซาน -

ช่องทาง -

กาวอะคริลิค -

ไลบรารีเซ็นเซอร์ RGB -

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างส่วนประกอบทางกายภาพ

ขั้นตอนต่อไปคือการตัดด้วยเลเซอร์และการพิมพ์ 3 มิติชิ้นส่วนของคุณ เมื่อใช้ไฟล์ที่แนบมา คุณจะใช้เครื่องตัดเลเซอร์เพื่อตัดส่วนรองรับสองด้าน, ราง, ชิ้นส่วนรองรับเซอร์โว, ฐานรองของเต้ารับ, ชิ้นส่วนฐานของเครื่องจักร (สำเนา Base1 สองชุดและสำเนา Base2 หนึ่งชุด) และ สองแหวนล็อค จากนั้น คุณจะใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณเพื่อพิมพ์กลไกกัมบอล ประตูกล ห้องคัดแยก ฝาสำหรับห้องคัดแยก และแผ่นฐานสำหรับห้องคัดแยก การพิมพ์จะใช้เวลาหลายวัน ดังนั้นโปรดเผื่อเวลาไว้สำหรับการดำเนินการนี้

ขั้นตอนที่ 3: ประกอบราง

หลังจากที่คุณตัดและพิมพ์ชิ้นส่วนทั้งหมดของคุณแล้ว ก็ถึงเวลาประกอบ เริ่มต้นด้วยการทากาวที่ช่องว่างในร่องด้านหนึ่งของก้นราง (รูปที่ 3A) จากนั้นกดชิ้นส่วนนี้ค้างไว้ในช่องบนตัวรองรับแนวตั้งตัวใดตัวหนึ่ง (รูปที่ 3B) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปลายด้านแคบของรางอยู่ที่ปลายด้านสั้นของตัวรองรับแนวตั้ง จากนั้นทำซ้ำกับอีกด้านหนึ่งของก้นรางและส่วนรองรับแนวตั้งอีกข้าง

ขั้นตอนที่ 4: ประกอบตัวเรือนเต้ารับเซอร์โว

ในขณะที่ชิ้นส่วนเหล่านี้กำลังแห้ง ให้ประกอบตัวเรือนเซอร์โวของเต้ารับ เริ่มต้นด้วยการเลื่อนสกรูผ่านขอบด้านหนึ่งของ lazy susan และเข้าไปที่ด้านบนสุดของ receptacle servo housing (รูปที่ 4A) ถัดไป ใส่น็อตเข้าไปในข้อต่อ T สองตัวบนแต่ละชิ้นด้านข้างของตัวเรือนเซอร์โวเต้ารับ (รูปที่ 4B) และยึดให้มั่นคงในขณะที่ขันสกรูให้แน่น หลังจากนั้น ให้ใส่เซอร์โวหมุนอย่างต่อเนื่องเข้าไปในช่องสี่เหลี่ยมของชิ้นส่วนด้านบน และขันให้เข้าที่โดยใช้รูสกรูและสกรูที่มาพร้อมกับเซอร์โว รูปที่ 4D แสดงให้เห็นว่า Sorting Chamber Unit ทั้งหมดควรมีลักษณะอย่างไรเมื่อประกอบเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนที่ 5: ประกอบฐานห้องคัดแยก

หลังจากที่ขันเซอร์โวของเต้ารับเข้ากับตัวเรือนแล้ว ให้ติดเซอร์โวฮอร์นที่ให้มา (อันที่ดูเหมือน X ดังแสดงในรูปที่ 5A) ถัดไป ขันขอบด้านบนเข้ากับฐานห้อง (รูปที่ 5B) เข้าที่ขอบด้านบนของ lazy susan (หัวสกรูควรอยู่ใต้ขอบด้านบนของ lazy susan) รูปที่ 5C แสดงฐานห้องคัดแยกที่เสร็จสมบูรณ์และตัวเรือนของเต้ารับ

*****หมายเหตุสำคัญ*****

ระวังอย่าขันฐานห้องแน่นเกินไป ขันน็อตให้แน่นพอที่จะยึดให้เข้าที่ นอกจากนี้ เมื่อขันสกรูฐานห้องเพาะเลี้ยง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าฮอร์นเซอร์โวพอดีกับการอัดขึ้นรูปที่ด้านล่างของชิ้นส่วนฐาน

ขั้นตอนที่ 6: ประกอบแผ่นเคลื่อนย้าย

ถัดไป ประกอบเพลทเคลื่อนที่ของกลไกกัมบอล จับที่จับแล้วทากาวเข้ากับเพลทเคลื่อนที่ โดยตรวจสอบให้แน่ใจว่าทิศทางของที่จับตรงกับรู ตรวจสอบให้แน่ใจด้วยว่ารูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสในที่จับนั้นพอดีกับการอัดขึ้นรูปสี่เหลี่ยมบนเพลทที่เคลื่อนที่ ถัดไป ให้ใส่สกรูเล็กๆ ลงในรูที่ด้ามจับเพื่อทำหน้าที่เป็นส่วนจับจริง (เพื่อให้ผู้ใช้คว้าไว้เพื่อหมุนจาน) ตอนนี้เพลทเคลื่อนที่ได้เสร็จสิ้นแล้ว (รูปที่ 6A)

ขั้นตอนที่ 7: ประกอบเครื่องจ่าย Skittle

หลังจากประกอบหน่วย Sorting Chamber, Trough และเพลทที่เคลื่อนที่แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการประกอบ Skittle Dispensing Unit ขั้นแรก คุณจะได้เพลทแบบอยู่กับที่ของกลไกกัมบอลที่คุณพิมพ์แบบ 3 มิติ แล้วติดกาวที่ปากกรวย ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากรวยพอดีกับแผ่นนี้ เพื่อสร้าง "เปลือก" สำหรับปากกรวย สำคัญ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูในเพลตนี้อยู่ในแนวเดียวกับที่จับบนกรวย ซึ่งจะทำให้ผู้ใช้ทราบได้ง่ายขึ้นว่าเมื่อใดที่ skittle จะดรอป ถัดไป วางเพลทที่เคลื่อนที่ของกลไกกัมบอลด้านในของกรวยที่ด้านบนของเพลทแบบอยู่กับที่ สุดท้าย ติดกาววงแหวนล็อคทั้งสองเข้ากับช่องทางด้านบนเพลทที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อป้องกันไม่ให้แผ่นนี้ยกขึ้นเมื่อคุณหมุน เมื่อเสร็จสิ้น คุณควรมีเครื่องจ่ายยาที่ใช้งานได้ (รูปที่ 7A) ตอนนี้ คุณจะติดเครื่องจ่ายนี้กับด้านบนของรางน้ำ จัดเรียงเครื่องจ่ายเพื่อให้รูอยู่เหนือรางน้ำ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่า skittle จะลงไปในรางน้ำจริงๆ) เมื่อคุณอยู่ในตำแหน่งที่ดีแล้ว ให้ยกเครื่องจ่ายขึ้นเล็กน้อยแล้วเติมกาวที่ฐานรองของรางที่เครื่องจ่ายจะไป ถือเครื่องจ่ายตรงจุดนี้จนกว่ากาวจะแห้ง

*****หมายเหตุสำคัญ*****

เครื่องจ่ายนี้มีข้อบกพร่องเล็กน้อย รูบนเพลทแบบเคลื่อนที่จะเรียงกันกับที่จับเพลทแบบเคลื่อนที่ และรูในเพลทแบบอยู่กับที่จะเรียงเป็นแนวเดียวกับที่จับกรวย เมื่อคุณจ่าย skittle ให้หมุนรูเหล่านี้อย่างรวดเร็วเพื่อให้มีเวลาเพียงหนึ่งครั้งที่จะดรอป หากทำช้าเกินไป หลาย skittles จะลดลงในครั้งเดียว

ขั้นตอนที่ 8: กลไกประตูกล

ใส่ชิ้นส่วนประตูกลที่พิมพ์ 3 มิติลงในเซอร์โวประตูกลของคุณ (ชิ้นที่ไม่ต่อเนื่อง) วางรางประตูกลกับปลายรางอย่างระมัดระวัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีช่องว่างระหว่างปลายรางและชิ้นส่วนประตูกล ทำเครื่องหมายด้วยปากกามาร์คเกอร์หรือปากกาในตำแหน่งที่ต้องติดเซอร์โวเข้ากับส่วนรองรับแนวตั้ง เพื่อรักษาตำแหน่งประตูกลไว้ ถัดไป ใช้กาวหรือเทป (ขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการถอดเซอร์โวออกหรือไม่) ติดเซอร์โวเข้ากับชิ้นส่วนรองรับแนวตั้ง รูปที่ 8A แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ควรมีลักษณะอย่างไร

ขั้นตอนที่ 9: วงจร

ประสานหมุดเข้ากับบอร์ดฝ่าวงล้อมเซ็นเซอร์สีตามคำแนะนำของ Adafruit (https://learn.adafruit.com/adafruit-color-sensors/assembly-and-wiring) ถัดไป ติดเทปเซ็นเซอร์สีไว้ที่ด้านล่างของก้นรางที่ปลายแคบ โดยต้องแน่ใจว่ารูสกรูเรียงกันที่ด้านนอกของขอบรางเล็กน้อย (รูปที่ 9A) หลังจากนั้นให้ขันสกรู Arduino Uno เข้ากับด้านข้างของฐานรองรับแนวตั้งที่มีรูสกรู สุดท้าย ใช้สายจัมเปอร์และเขียงหั่นขนมเพื่อต่อ Arduino เซ็นเซอร์สีและเซอร์โวตามรูปที่ 9B

ขั้นตอนที่ 10: ทดสอบเซ็นเซอร์ RGB

ดาวน์โหลดไฟล์แนบสำหรับรหัสและเปิดในซอฟต์แวร์ Arduino ก่อนที่คุณจะใช้โปรแกรมหลัก ให้เปิดโปรแกรมทดสอบสี ตัวเลขสำหรับแต่ละสีจะแตกต่างกันไปตามแสงในสิ่งแวดล้อมรอบตัวคุณ ใช้โปรแกรมทดสอบนี้เพื่อดูตัวเลข R, G และ B สำหรับแต่ละสี อย่าลืมเขียนตัวเลขเหล่านี้เป็นช่วงๆ ตัวอย่างเช่น หากหลังจากการทดลองสองสามครั้ง คุณเห็นว่าค่า R สำหรับสีเหลืองมีค่ามากกว่า 6000 ตลอดเวลา คุณสามารถจำได้ว่าเป็น >6000 เพื่อให้แข็งแกร่งยิ่งขึ้น คุณสามารถจำกัดช่วงเวลานี้ได้ เช่น ตั้งแต่ 6000-8000 (อาจไม่ใช่ตัวเลขที่ถูกต้อง) จำช่วงปิดเป็น >6000 และ <8000 ตัวเลขเหล่านี้จะถูกนำมาใช้ในภายหลัง เมื่อคุณเขียนค่าสำหรับแต่ละสีแล้ว ให้เปิดโปรแกรมหลัก เลื่อนไปที่ฟังก์ชัน sortColor() ในฟังก์ชันนี้ คุณจะเห็นข้อความหลายคำที่กำหนดค่าของ R, G และ B ของเอาต์พุตเซ็นเซอร์ คุณจะเห็นการพิมพ์ ("COLOR Skittle\n") ในแต่ละคำสั่ง วิธีนี้จะช่วยให้คุณทราบว่าข้อความใดตรงกับสีใด แทนที่ rd, grn และ blu ในแต่ละคำสั่ง if ด้วยค่าที่ถูกต้องที่คุณพบก่อนหน้านี้ สิ่งนี้จะทำให้โปรแกรมทำงานกับแสงเฉพาะของสภาพแวดล้อมรอบตัวคุณในระหว่างการทดสอบ

github.iu.edu/epbower/CandySorter

ขั้นตอนที่ 11: ขั้นตอนสุดท้าย: เรียกใช้โปรแกรมหลัก

เมื่อคุณสร้างเครื่องและอัปเดตค่าสำหรับ RGB Sensor แล้ว คุณก็พร้อมที่จะรันโปรแกรม เสียบ Arduino เข้ากับพอร์ต USB บนคอมพิวเตอร์ของคุณ ไฟบน Arduino ควรเปิดขึ้น เมื่อเปิดโปรแกรมหลัก ให้คอมไพล์โค้ดโดยคลิกที่เครื่องหมายถูกที่ด้านบนซ้ายของหน้าต่าง เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาดในรหัส หากมี ข้อความเตือนจะปรากฏขึ้นที่ด้านล่างของหน้าจอพร้อมข้อมูลเกี่ยวกับข้อผิดพลาด ถ้าทุกอย่างเรียบร้อยก็บอกว่าคอมไพล์เสร็จแล้ว เมื่อเสร็จแล้ว ให้อัปโหลดโปรแกรมไปยัง Arduino โดยคลิกลูกศรที่อยู่ถัดจากเครื่องหมายถูก เมื่อคุณคลิกสิ่งนี้ Arduino จะเริ่มควบคุมเครื่องโดยอัตโนมัติ โปรดทราบว่าวิธีเดียวที่จะหยุด Arduino คือถอดสายเคเบิลออกจากคอมพิวเตอร์ของคุณหรือกดปุ่มรีเซ็ตบน Arduino หากคุณคลิกปุ่มรีเซ็ต คุณจะต้องอัปโหลดโค้ดไปยัง Arduino อีกครั้ง หากคุณเพียงแค่ถอดสายไฟ เครื่องจะเริ่มทำงานทันทีเมื่อเสียบปลั๊กกลับเข้าไปใหม่