Bilah Otomatis: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Proyek ini bertujuan untuk menghasilkan sistem penjual minuman otomatis berbiaya rendah untuk digunakan dalam aplikasi konsumen dan komersial kelas atas. Sistem tradisional dalam otomatisasi batang menggunakan motor servo dan rel kaku besar dengan platform yang digerakkan oleh sabuk. Meskipun proyek yang luar biasa bagi siapa saja, sistem ini dapat memakan biaya yang mahal, jadi kami telah mengembangkan desain yang lebih terjangkau dan ramah pembuat.

Fitur

• Dapat diskalakan untuk berbagai macam minuman beralkohol/mixer
• Integrasi Google API untuk pemesanan suara
• Basis data resep yang luas dirayapi

Perangkat keras

• Raspberry Pi 3 Model B
• Struktur ekstrusi aluminium berbiaya rendah
• Perlengkapan PLA cetak 3D
• Aktuator servo 9g

Langkah 1: Daftar Suku Cadang & Sumber Daya

Persyaratan perangkat keras telah diabstraksikan dan dirancang sebelumnya untuk Anda. Namun, Anda masih memerlukan akses ke beberapa sumber daya yang tidak selalu mudah diakses.

Anda akan memerlukan akses ke:

• 3D-Printer
• Dremel atau gergaji pita
• Besi solder

Catatan: Suku cadang dan harga berikut semuanya dalam £ GBP dan situs web mungkin berpusat di Inggris, namun suku cadang ini tersedia dengan mudah di sebagian besar wilayah. Beberapa bahan akan lebih murah jika dipesan dari China

Komponen Bingkai

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: £18.32 - CaterSpeed/Alibaba
• 5 meter x Tabung PVC (6mm x 8mm): £5,29 - ebay
• 20 x Kurung Ekstrusi 90 °: £7,16 - ebay
• 20 x Drop T-Nut: £3,36 - ebay
• 20 x M5 10mm: £3,39 - ebay
• Kawat Kaku: £1,49 - ebay
• 4 meter x Aluminium ekstrusi (20mmx20mm): £22,96 -RS

• 1 x GP2Y0D805Z0F sensor, jarak, 50mm, digital: £3.14 - Farnell

Komponen elektronik

• 1 x 1kg Load cell: £2.21 - Amazon
• 8 x Servo Mikro: £11,25 - ebay
• 1 x Sensor jarak - Sensor GP2Y0D805Z0F, jarak, 50mm, digital: £3.14 - Farnell
• Komponen skala kecil dapat ditemukan di sini.

Langkah 2: Elektronik & PCB

Skema PCB lengkap, photomask, dan BOM tersedia melalui komunitas Altium CircuitMaker di sini.

Papan akhir adalah 2 lapis, di bawah <100x100mm, dan dapat diperoleh seharga $0,20 per lembar melalui layanan pembuatan prototipe JLCPCB.

Papan yang diisi menyediakan fitur inti berikut:

• 8x saluran Servo
• 1x Masukan penguat sel beban
• 1x Input sensor jarak digital
• 2x Debug pin GPIO dengan LED

Untuk pengembangan ke depan, pembalut juga disediakan untuk:

• 8x Saluran servo tambahan
• 4x Input ADC tujuan umum
• 1x Saluran penguat sel beban cadangan
• 2x driver solenoid Opto-isolated dengan rel 12V

Langkah 3: Pencetakan 3D

Ada 4 bagian berbeda yang perlu dicetak.

• Dudukan servo
• Klip optik
• Braket sensor jarak
• Pemegang Tabung PVC

Delapan dudukan dan klip servo, satu sensor jarak dan dua pemegang tabung perlu dicetak. File tersedia di sini.

Sistem pengeluaran beroperasi melalui servo 9g yang dipasang pada setiap optik, dengan penyangga logam yang menghubungkannya ke dasar pendorong. Saat servo berputar, mekanisme pendorong ditarik ke atas, menutup saluran pengisian ke botol, membuka saluran dispenser, dan memungkinkan udara kembali melalui elemen pegas di dalam optik.

Tabung PVC food grade berjalan dari masing-masing optik dan dipegang secara terpusat di atas wadah oleh dua komponen yang sejajar.

Di belakang sel beban terdapat sensor jarak digital, yang menyediakan deteksi cangkir di piring, ditahan pada posisinya dengan pemasangan cetak geser pada ekstrusi.

Bagian penemu dan file perakitan disediakan, dengan model STL tambahan untuk komponen yang dicetak. Gambar teknis untuk bagian-bagian penting juga disertakan, dan juga dapat diturunkan dari dokumen penemu dalam skala mm.

Langkah 4: Bingkai

1. Potong ekstrusi menjadi segmen (4 x 400mm, 7 x 300mm, 1 x 15mm)

2. Susun menjadi balok menggunakan kurung 90 derajat dan Kacang-T pada sambungan 90 derajat. Gunakan bagian 400mm sebagai tiang vertikal, biarkan salah satu bagian 300mm bebas seperti yang ditunjukkan.

3. Hubungkan potongan 15mm ke tengah penampang punggung bawah.

4. Pasang sensor jarak cetak 3D dan tempat cangkir ke bagian 15mm seperti yang ditunjukkan.

5. Epoxy pelat ke load cell dan baut ke ujung bagian 15mm menggunakan baut T-Nuts dan 20mm M5.

Langkah 5: Optik

Agar optik dapat dioperasikan oleh servo, pegas utama harus dilepas.

1. Lepaskan rumah plastik dan pegas besar dari bagian bawah optik.

2. Pasang bagian dan servo yang dicetak 3D seperti yang ditunjukkan.

3. Hubungkan servos ke dasar plunger, melalui lubang di lengan servo dan bagian yang dicetak, menggunakan kawat kaku.

4. Pasang optik ke dudukan dan jepit ke bingkai dengan jarak yang sama untuk menghindari beban yang tidak rata.

Langkah 6: Perangkat Lunak

Semua perangkat lunak yang diperlukan untuk proyek ini tersedia di github kami.

Perangkat lunak ini terdiri dari dua bagian utama: server dan firmware. Firmware adalah kode sumber c++ yang dikompilasi ke objek bersama yang berisi logika batang otomatis dan berinteraksi dengan sel beban (HX711), servos, dan sensor jarak. Direktori server berisi server web python yang mengimpor objek bersama sebagai modul, setelah menerima webhook dari dialogflow, selanjutnya mem-parsing dan mengakses perilaku yang diinginkan melalui pengikatan.

Logika dan Perilaku

Perilaku bilah otomatis dapat direpresentasikan sebagai mesin status yang ditunjukkan di atas. Setelah cangkir ditempatkan, mesin siap untuk memesan, setelah diterima, mesin akan mulai mengeluarkan. Setelah selesai, cangkir akan kembali ke keadaan siap untuk minuman lain dan jika cangkir pernah dikeluarkan, cangkir akan kembali menunggu untuk ditempatkan. Deteksi cangkir dilakukan oleh sensor jarak yang mengembalikan nilai boolean tergantung pada apakah terbaca tinggi atau rendah. Dispensasi dipantau oleh sensor berat; setelah server web python menerima pesanan, ia menghitung berat yang diperlukan untuk dikeluarkan dari volume yang diperlukan dan tabel pencarian kepadatan. Servo yang dipetakan ke minuman itu kemudian ditemukan dan selanjutnya digerakkan sampai beratnya cocok. Setelah selesai, server mengembalikan respons ke dialogflow yang menunjukkan kepada pengguna bahwa minuman mereka sudah siap.

Langkah 7: Bantuan & Masalah

Kami harap Anda menikmati panduan kami, dan kami ingin tahu apakah Anda memutuskan untuk membuatnya sendiri! Jika Anda memiliki masalah, jangan ragu untuk memberikan komentar di bawah dan kami akan dengan senang hati membantu Anda.

Fungsionalitas tambahan di papan harus memungkinkan Anda untuk memperluas sistem Anda hingga 16 komponen minuman yang berbeda, serta menambahkan sejumlah aktuator atau sensor mekanis lainnya. Atau, jangan ragu untuk membayar file desain perangkat keras atau perangkat lunak kami dan menambahkan ide Anda sendiri! Kami ingin melihat apa yang bisa dilakukan komunitas ini.

Terima kasih telah meluangkan waktu untuk membaca ini, dan kami berharap yang terbaik untuk proyek Anda sendiri: Eddy, Joe, dan Pete.