DISPENSER PILL OTOMATIS: 14 Langkah (dengan Gambar)

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

Ini adalah robot dispenser pil yang mampu memberikan jumlah dan jenis pil obat yang benar kepada pasien. Dosis pil dilakukan secara otomatis pada waktu yang tepat, didahului oleh alarm. Saat kosong, mesin mudah diisi ulang oleh pengguna. Mekanisme pengeluaran dan pengisian ulang dikendalikan melalui aplikasi yang terhubung melalui Bluetooth ke robot dan melalui dua tombol.

Grup Proyek Mekatronika Bruface 2

Anggota tim: Federico ghezzi

Andrea Molino

Giulia Ietro

Mohammad Fakih

Mouhamad Lakkis

Langkah 1: Daftar Belanja

• Adafruit Motor Shield v2.3 (perakitan kit) – Motor/Stepper/Servo Shield untuk Arduino
• Sensor suhu kelembaban Kwmobile
• AZDelivery Carte untuk Arduino PCM2704 KY-006 Buzzer Pasif
• AZDelivery Jam Waktu Nyata, RTC DS3231 I2C, Rasperry Pi
• 2. 28byj dari 48 DC 5 V 4 Fase fil de 5 Langkah Mikro dengan modul ULN2003 untuk Arduino
• AZDelivery Prototypage Prototype Shield untuk Arduino UNO R3
• AZDelivery PAQUET HD44780 LCD 1602, 2X16 karakter + l'interface I2C
• OfficeTree® 20 Magnet mini OfficeTree® 20 6x2 mm
• SHAFT COUPLER POLOLU-1203 UNIVERSAL MOUNTIBG HUB
• 40 Pin 30 cm Kawat Jumper Pria Ke Wanita
• Papan tempat memotong roti tanpa solder – 830 Lubang
• USB 2.0 A – B M/M 1.80M
• Sensor Gerak Pir untuk Arduino
• Set Kabel Jumper Papan Tempat Memotong Roti AWG Satu Pin
• R18-25b Sakelar Dorong 1p Mati-(aktif)
• L-793id LED 8mm Merah Difusi 20mcd
• L-793gd LED 8mm Hijau Difusi 20mcd
• 2 x Poussoir Mtallique Carr+Avec Capuchon Bleu
• Saklar taktil 6x6mm
• 2 batang 70x40 mm
• greep plast dengan 64 mm
• knop aluminium 12 mm
• ultragel 3gr
• 50 nagel 2x35
• Lampu latar LCD rgb
• 2 bantalan bola poros 6,4 mm
• 2 lembar mdf penuh untuk pemotongan laser
• 1 buah plexiglass untuk pemotongan laser
• 1 potensiometer
• Arduino uno

Langkah 2: Petunjuk Teknis tentang Pilihan Komponen

Mekanisme pengeluaran dan pengisian ulang membutuhkan ketelitian tinggi dan sedikit gerakan roda yang berisi pil. Untuk alasan ini, kami memutuskan untuk menggunakan dua motor stepper.

Motor Stepper adalah istal, dapat menggerakkan berbagai beban gesekan dan inersia, tidak memerlukan umpan balik. Motor juga merupakan trasduser posisi: sensor posisi dan kecepatan tidak diperlukan. Selain itu, mereka memiliki pengulangan yang sangat baik dan kembali ke lokasi yang sama secara akurat.

Motor Shield menggerakkan dua motor stepper. Ini berisi 4 H-Bridge yang memungkinkan untuk mengontrol arah dan kecepatan motor. Menggunakan pelindung motor, kami menambah jumlah pin gratis.

Untuk memastikan pil selalu dalam kondisi baik, sensor Kelembaban dan Suhu mengukur suhu dan kelembapan di dalam dispenser dengan biaya tinggi.

Untuk memberi tahu pengguna bahwa sudah waktunya untuk menjalani terapinya, kami membuat alarm dengan Buzzer dan Jam Waktu Nyata. Modul RTC berjalan dengan baterai dan dapat melacak waktu bahkan jika kita memprogram ulang mikrokontroler atau memutuskan daya utama.

Dua Tombol dan Tampilan Kristal Cair RGB memungkinkan pengguna untuk berinteraksi dengan dispenser. Pengguna juga dapat mengatur terapi dan waktu pengeluarannya melalui Aplikasi untuk smartphone. Dia dapat menghubungkan perangkat pribadinya melalui koneksi Bluetooth (modul Bluetooth terhubung ke Arduino).

Sensor PIR mendeteksi gerakan jika pengguna meminum obatnya dan memberikan umpan balik tentang kerja dispenser yang benar. Karena kepekaannya yang besar dan jangkauan deteksinya yang luas, ia sengaja dihalangi di beberapa arah untuk menghindari pengukuran yang tidak berguna.

Langkah 3: Bagian Manufaktur

Berikut ini, daftar rinci bagian-bagian yang diproduksi baik oleh printer 3D atau oleh pemotong Laser disediakan. Semua dimensi dan aspek geometris dipilih agar memiliki kecocokan yang tepat antara semua bagian dengan sambungan yang kuat serta desain yang terlihat bagus.

Namun, dimensi dan aspek geometris dapat diubah sesuai dengan tujuan yang berbeda. Di bagian selanjutnya adalah mungkin untuk menemukan CAD dari semua komponen yang tercantum di sini.

Secara khusus, ide awal proyek ini adalah membuat dispenser pil dengan lebih banyak roda untuk mengeluarkan jumlah pil tertinggi dan variasi tertinggi. Untuk ruang lingkup kursus, kami membatasi perhatian kami hanya pada 2 di antaranya, tetapi dengan sedikit modifikasi pada desain, lebih banyak roda dapat ditambahkan dan mencapai tujuan. Itu sebabnya kami memberi Anda kemungkinan untuk memodifikasi desain kami secara bebas sehingga, jika Anda menyukainya, Anda dapat mengubahnya dan menyesuaikannya dengan selera pribadi apa pun.

Berikut adalah daftar semua bagian yang dicetak 3d dan dipotong laser dengan ketebalan di antara tanda kurung:

• pelat belakang (mdf 4 mm) x1
• pelat dasar (mdf 4 mm) x1
• pelat depan (mdf 4 mm) x1
• pelat samping_tidak ada lubang (mdf 4 mm) x1
• lubang_pelat lateral (mdf 4 mm) x1
• pelat arduino (mdf 4 mm) x1
• pelat untuk penyangga vertikal (mdf 4 mm) x1
• pelat konektor (mdf 4 mm) x1
• pelat untuk tutup roda (mdf 4 mm) x2
• pelat untuk roda (mdf 4 mm) x2
• pelat atas (plexiglass 4 mm) x1
• pelat pembuka (mdf 4 mm) x1
• pemegang bantalan (3d dicetak) x2
• roda tutup (3d dicetak) x2
• corong (3d dicetak) x1
• kaki corong (cetak 3d) x2
• Pemegang PIR (cetak 3d) x1
• colokan untuk tutup roda (cetak 3d) x2
• roda (3d dicetak) x2

Langkah 4: Gambar Teknis untuk Pemotongan Laser

Perakitan kotak dirancang untuk menghindari penggunaan lem. Ini memungkinkan untuk mewujudkan pekerjaan yang lebih bersih dan, jika diperlukan, pembongkaran dapat dilakukan untuk memperbaiki beberapa masalah.

Secara khusus, perakitan dilakukan dengan menggunakan baut dan mur. Dalam lubang dengan geometri yang tepat, baut dari satu sisi, dan mur dari sisi lain, sangat cocok untuk memiliki sambungan yang kuat antara semua pelat mdf. Khususnya untuk apa yang berkaitan dengan berbagai piring:

• Pelat lateral memiliki lubang yang diposisikan untuk membiarkan kabel lewat sehingga memiliki koneksi antara Arduino dan komputer.
• Pelat depan memiliki 2 lubang. Yang terendah dimaksudkan untuk digunakan ketika orang tersebut harus mengambil gelas tempat pil telah dikeluarkan. Yang satu lagi digunakan saat waktunya isi ulang. Dalam situasi khusus ini ada steker (lihat nanti desainnya) yang dapat menutup bukaan pada tutup roda dari bawah. Pemosisian tutup ini memang dilakukan dengan memanfaatkan bukaan kedua ini. Setelah steker diposisikan, menggunakan tombol atau aplikasi, orang tersebut dapat membiarkan roda berputar satu bagian pada satu waktu dan meletakkan pil di setiap bagian.
• Pelat penopang diposisikan agar memiliki penopang vertikal untuk rel tempat roda dan tutup diposisikan sehingga memiliki struktur yang lebih andal dan kaku.
• Pelat pembuka dirancang sesuai dengan kata untuk memfasilitasi mekanisme pengisian ulang oleh pengguna
• Pelat atas, seperti dapat dilihat dari gambar, dibuat dalam kaca plexiglass untuk memungkinkan penglihatan dari luar tentang apa yang terjadi di dalam.

Semua pelat lainnya tidak memiliki tujuan khusus, pelat tersebut dirancang untuk memungkinkan semua bagian saling cocok dengan sempurna. Beberapa bagian dapat menampilkan lubang tertentu dengan dimensi dan geometri yang berbeda untuk membiarkan semua barang elektronik (seperti Arduino dan motor) atau barang-barang cetakan 3d (seperti corong dan dudukan PIR) untuk dihubungkan dengan cara yang benar.

Langkah 5: Langkah 5: CAD untuk Bagian yang Dipotong Laser

Langkah 6: Gambar Teknis untuk Pencetakan 3d

Bagian cetak 3d direalisasikan menggunakan printer Ultimakers 2 dan Prusa iMK yang tersedia di laboratorium Fablab Universitas. Mereka serupa dalam arti keduanya menggunakan bahan yang sama yaitu PLA (yang digunakan untuk semua bagian cetakan kami) dan memiliki dimensi nosel yang sama. Khususnya pekerjaan Prusa dengan filamen yang lebih tipis, lebih ramah pengguna berkat pelat yang dapat dilepas (tidak perlu menggunakan lem) dan sensor yang mengimbangi permukaan pelat dasar yang tidak rata.

Semua bagian yang dicetak 3d direalisasikan meninggalkan pengaturan standar kecuali untuk roda di mana kepadatan bahan pengisi 80% digunakan untuk memiliki poros yang lebih kaku. Khususnya pada percobaan pertama, kepadatan bahan pengisi 20% dibiarkan sebagai pengaturan standar tanpa menyadari kesalahannya. Pada akhir cetakan, roda benar-benar terwujud tetapi porosnya segera putus. Agar tidak mencetak kembali roda, karena membutuhkan waktu yang cukup lama, kami memutuskan untuk mencari solusi yang lebih cerdas. Kami memutuskan untuk mencetak ulang poros dengan alas yang akan dipasang pada roda dengan 4 lubang tambahan seperti yang akan terlihat pada gambar.

Berikut akan mengikuti deskripsi khusus dari masing-masing komponen:

• Dudukan bantalan: komponen ini diwujudkan untuk menahan dan menopang bantalan pada posisi yang tepat. Dudukan bantalan memang diwujudkan dengan lubang di tengah dengan dimensi diameter bantalan yang tepat sehingga memiliki sambungan yang sangat presisi. 2 sayap dimaksudkan hanya untuk memasang komponen dengan benar ke pelat. Harus diperhatikan bahwa bantalan digunakan untuk menopang poros roda yang jika tidak dapat bengkok.
• Roda: Cetakan 3d mewakili hampir inti dari proyek kami. Ini dirancang sedemikian rupa untuk menjadi sebesar mungkin sehingga dapat menampung jumlah pil maksimum tetapi pada saat yang sama tetap ringan dan mudah digerakkan oleh motor. Ini juga dirancang dengan tepi halus di sekelilingnya agar tidak ada pil yang tersangkut. Ini memiliki 14 bagian tertentu di mana dimungkinkan untuk mengalokasikan pil. Bagian tengah, serta batas di antara setiap bagian, telah dikosongkan agar roda seringan mungkin. Kemudian ada poros berdiameter 6,4 mm dan panjang 30 mm yang dapat dengan sempurna masuk ke bantalan di sisi lain. Akhirnya koneksi yang kuat dengan motor dicapai dengan poros coupler yang terhubung di satu sisi dengan roda dengan 4 lubang yang dapat dilihat pada gambar dan di sisi lain dengan motor stepper.
• Tutup roda: Tutup roda dirancang sedemikian rupa sehingga pil yang berada di dalam roda tidak dapat keluar darinya kecuali pil tersebut mencapai bagian yang terbuka di bagian bawah roda. Selain itu, tutupnya dapat melindungi roda dari lingkungan luar memastikan penyimpanan yang tepat. Diameternya sedikit lebih besar dari roda itu sendiri dan memiliki 2 lubang utama. Yang di bawah dimaksudkan untuk melepaskan pil sedangkan yang di atas digunakan untuk mekanisme pengisian yang telah dijelaskan sebelumnya. Lubang utama di tengah adalah untuk membiarkan poros roda lewat dan 6 lubang sisanya digunakan untuk sambungan dengan pelat dan bantalan. Selain itu, di sisi bawah, terdapat 2 lubang tempat 2 magnet kecil ditempatkan. Seperti yang dirinci setelahnya, ini akan dimaksudkan untuk memiliki koneksi yang kuat dengan steker.
• Corong: Ide corong, seperti yang bisa ditebak dengan jelas, adalah untuk mengumpulkan pil yang jatuh dari roda dan mengumpulkannya di gelas di bagian bawah. Khusus untuk pencetakannya, telah dibagi menjadi 2 tahap yang berbeda. Ada badan corong dan kemudian 2 kaki yang telah dicetak terpisah jika tidak, pencetakan akan menyiratkan terlalu banyak dukungan. Untuk perakitan akhir, 2 bagian harus direkatkan.
• Pemegang PIR: fungsinya untuk menahan PIR pada posisi yang tepat. Ini memiliki lubang persegi di dinding untuk membiarkan kabel lewat dan 2 lengan untuk menahan PIR tanpa sambungan permanen.
• Plug: komponen kecil ini telah dirancang untuk memudahkan mekanisme pengisian ulang. Seperti yang disebutkan sebelumnya, begitu saatnya untuk mengisi ulang, bagian bawah tutup roda harus ditutup dengan sumbat, jika tidak pil selama pengisian akan jatuh. Untuk memudahkan koneksinya dengan tutupnya ada 2 lubang kecil dan dua magnet. Dengan cara ini, tautan dengan tutupnya kuat dan ramah pengguna. Itu dapat ditempatkan pada posisinya dan dilepas dengan tugas yang sangat mudah.

Langkah 7: Langkah 7: CAD untuk Bagian Cetakan 3d

Langkah 8: Langkah 8: Perakitan CAD Terakhir

Langkah 9: Tes untuk Komponen Individu

Beberapa tes individu telah dilakukan sebelum menghubungkan semua komponen elektronik bersama-sama. Secara khusus, video mewakili tes untuk mekanisme pengeluaran dan pengisian ulang, untuk fungsi tombol, untuk alarm untuk pengujian led.

Langkah 10: Majelis Akhir

Bagian pertama rakitan telah dikhususkan untuk pemasangan bagian struktural robot. Pada pelat dasar, 2 pelat lateral dan pelat depan telah dipasang dan corong dipasang. Sementara itu, setiap roda dihubungkan ke motor steppernya melalui poros coupler dan kemudian dipasang dengan tutupnya. Setelah itu, sistem wheel-cap telah dipasang langsung pada robot. Pada titik ini komponen elektronik dipasang pada robot. Akhirnya, pelat yang tersisa dirakit untuk menyelesaikan proyek.

Langkah 11: Menghubungkan Komponen ke Arduino

Langkah 12: Diagram Alir Program

Diagram alir berikut menunjukkan logika program yang kami tulis, untuk satu roda.

Langkah 13: Pemrograman

Langkah 14: Koneksi Aplikasi Robot- Smartphone

Seperti yang sudah dikatakan, komunikasi dengan robot dipastikan melalui aplikasi smartphone yang terhubung melalui modul bluetooth ke robot. Gambar berikut mewakili fungsi aplikasi. Yang pertama mewakili ikon aplikasi sedangkan yang kedua dan ketiga, masing-masing berurusan dengan mekanisme pengeluaran manual dan menu pengaturan waktu. Dalam kasus terakhir, mekanisme pengeluaran dilakukan secara otomatis pada waktu yang dipilih oleh pengguna.

Aplikasi ini dibuat di Massachusetts Institute of Technology App Inventor (ai2.appinventor.mit.edu/?locale=en#6211792079552512).