Cukierkowy robot: 12 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ta instrukcja została stworzona w celu spełnienia wymagań projektowych Makecourse na University of South Florida (www.makecourse.com)

Candy Bot to mały, biurkowy dozownik cukierków, który wykorzystuje Arduino Uno, ekran LCD, czujnik odległości i silnik krokowy do dozowania niewielkich ilości cukierków bez konieczności naciskania jakichkolwiek przycisków.

Maszyna działa poprzez wydawanie porcji cukierków, gdy dłoń lub filiżanka jest umieszczona pod nawisem, podczas wyświetlania komunikatów o stanie na ekranie LCD.

Kieszonkowe dzieci

Arduino Uno

Ekran LCD I2C 16x2

Moduł ultradźwiękowego czujnika odległości HC-SR04

Silnik krokowy ULN2003 5 V + płyta sterownicza ULN2003 dla Arduino

Dostęp do drukarki 3D i filament

Kabel USB A do B

Różne przewody połączeniowe

Przewody połączeniowe żeńsko-męskie

Szyna zasilająca do płyt chlebowych bez lutowania

Super klej

Taśma elektryczna

Papier ścierny (różne ziarna)

Mieszanka farb i podkładów rdzawo-oleum

Różne farby akrylowe do dekoracji (preferencje osobiste)

Niebieska taśma malarska

Krok 1: Modelowanie 3D

Projekt ten bazuje głównie na modelach 3D stworzonych w programie Autodesk Inventor. Do wykonania tego projektu potrzebnych jest w sumie 5 wydruków:

1) Sekcja podstawowa - ten wydruk stanowi podstawę projektu. Zawiera wgłębienie na płytkę Arduino, otwór do mocowania kabla zasilającego oraz kołki do mocowania podstawy do górnej części.

2) Część górna - ten wydruk to miejsce, w którym zamontowane są wszystkie komponenty. Ekran LCD wpasuje się ciasno w przedni otwór, czujnik odległości wpasuje się w dwa otwory skierowane w dół, a silnik krokowy zablokuje się w otworach głównej komory, gdzie połączy się z wirnikiem. Otwory na kołki służą do mocowania sekcji podstawy do sekcji górnej i można je zmodyfikować, aby zawierały również mocowanie pokrywy.

3) Rotor - ten nadruk jest przymocowany do silnika krokowego i służy do dozowania cukierków. Zakrzywione krawędzie ostrzy zapobiegają zacinaniu się systemu, zapewniając jednocześnie płynne dozowanie.

4) Pokrywka - ten nadruk służy do zamykania górnej części i zapewnia pęd do przechowywania cukierków do późniejszego dozowania.

5) Nakrętka - ten mały nadruk służy do zapobiegania przedostawaniu się kurzu lub zanieczyszczeń do pojemnika na pokrywie.

Projektując te elementy, chciałem mieć pewność, że wszystko może być samowystarczalne, więc wnęki musiały być wystarczająco duże, aby pomieścić wszystkie elementy elektryczne, a także dozować cukierki. Główne wymiary to około 5x5 cali, ponieważ jest to największy rozmiar w większości drukarek 3D. Ekran LCD musiał być wysoko, aby każdy, kto go używał, mógł go łatwo odczytać. Czujnik odległości znajdował się pierwotnie w podstawie, ale został przeniesiony do górnej części, aby ułatwić drukowanie 3D i upewnić się, że nie ma nieprawidłowych odczytów, gdy ktoś porusza się przed maszyną. Pokrywka pierwotnie miała zdejmowany pojemnik na cukierki, ale został on dołączony w bardziej trwały sposób, aby zapobiec bałaganowi, jeśli pojemnik został odłączony, gdy cukierki nadal znajdowały się w środku, a także przyspieszyć drukowanie. Wirnik miał pierwotnie 8 ostrzy, ale został zmniejszony do 4, aby cukierki były wydawane w bardziej efektywny sposób.

Możesz dostosować te pliki, aby pasowały do twoich konkretnych części lub pragnień.

(Pliki nie zostały poprawnie przesłane do Instructable z powodu wewnętrznego błędu serwera - zostaną edytowane w przyszłości)

Krok 2: Drukowanie 3D

Gdy będziesz zadowolony ze swoich plików, nadszedł czas, aby wydrukować każdy plik w 3D.

Upewnij się, że używasz odpowiednich ustawień drukarki, aby zapewnić płynne i równomierne wydruki. Może być konieczne dodanie automatycznie generowanych podpór, aby zapewnić prawidłowe otwory, takie jak port USB i ekran LCD.

Aby sprawdzić, czy wydruki wyszły prawidłowo, upewnij się, że każdy element jest dobrze dopasowany do odpowiedniego gniazda, a kołki ściśle do siebie pasują. Jeśli wystąpią problemy z którymkolwiek z tych elementów, konieczne może być sprawdzenie ustawień i ponowne ich wydrukowanie.

Krok 3: Zerwanie podpór 3D

Upewnij się, że używasz narzędzia lub wybierasz, aby rozbić wydrukowane podpory 3D! Znajdują się one głównie w otworze na kabel USB w podstawie oraz w gnieździe ekranu LCD w górnej części.

Krok 4: Piasek, aby przygotować się do malowania

Aby upewnić się, że farba nakłada się prawidłowo, użyj różnych papierów ściernych, aby delikatnie przeszlifować zewnętrzne powierzchnie każdego wydruku. Upewnij się, że nie szlifujesz zbyt dużo miejsc, w których zmieszczą się elementy, aby zapewnić dokładne dopasowanie. NIE SZLIFOWAĆ KOŁEK ANI OTWORÓW NA KOŁKI.

Krok 5: Maluj i udekoruj

Następnie użyj niebieskiej taśmy, aby zakleić odcinki wydruków, które łączą ze sobą elementy, takie jak kołki i otwory na kołki, a także otwory na wał wirnika. Upewnij się również, że zaklejono taśmą obszary, które będą miały kontakt z cukierkami, takie jak pojemnik na cukierki na pokrywce lub trzonek w górnej części.

Czas zabrać wydruki na zewnątrz i założyć pokrycie do użycia farby w sprayu. Polecam przykryć ziemię workiem na śmieci lub różnymi torbami na zakupy. Nałóż kilka warstw farby za pomocą puszki z farbą w sprayu, obracając wydruki między warstwami, aby upewnić się, że każda sekcja jest całkowicie pokryta.

Gdy farba w sprayu wyschnie, możesz ozdobić zewnętrzną stronę maszyny dowolną dodatkową farbą. Ten jest ozdobiony rysunkami M&Msów, a także cukierkami ogólnymi, ponieważ głównie wydaje mini-M&Ms.

Po zakończeniu malowania usuń niebieską taśmę malarską i przejdź do następnej sekcji.

Krok 6: Pierwszy krok montażu

Nałóż super klej na kołki w sekcji bazowej, a następnie przymocuj sekcję górną. Dodaj dodatkowy super klej do otworów od góry, aby zapewnić ciasne dopasowanie. Połóż coś ciężkiego, na przykład rolkę taśmy malarskiej, na górnej części, aby wywrzeć nacisk podczas wiązania kleju. Czekając na wyschnięcie kleju, przejdź do następnej sekcji.

Krok 7: Montaż elektryczny

Następnie zacznij podłączać wszystkie komponenty do płytki Arduino Uno. Postępuj zgodnie z tym przybliżonym schematem, aby uzyskać prosty przewodnik. Zacznij od podłączenia sterownika silnika do płyty (piny 2-5), a następnie użyj złączy żeńskich do męskich (F2M), aby podłączyć sterownik do szyny zasilającej i uziemiającej. Następnie podłącz silnik do sterownika. Następnie, używając większej liczby złączy F2M, podłącz czujnik odległości do zasilania / uziemienia, a także wyzwalacz do styku 13 i echo do styku 12. Na koniec podłącz wyświetlacz LCD do zasilania / uziemienia, a dwa pozostałe styki do portów I2C Arduino. Po zakończeniu montaż elektryczny powinien wyglądać jak w przykładzie.

Użyj taśmy elektrycznej, aby zabezpieczyć wszelkie luźne połączenia i zabezpieczyć szynę zasilającą płytki stykowej.

Krok 8: Dodaj kabel USB

Wypchnij kabel USB z tylnego otworu w części podstawy, przekładając płaską stronę przez otwór. To przygotuje zespół do dodania kolejnych bitów elektrycznych.

Krok 9: Zainstaluj wirnik

Wsuń rotor do głównej wnęki z kołkiem skierowanym w lewo (otwory dystansowe poniżej i wnęka płyty powyżej), a następnie w lewo do otworu w szczelinie rotora. Podłącz silnik krokowy, wsuwając go przez prawy otwór, aby zablokować wirnik i silnik na miejscu. Jeśli pasowanie jest prawidłowe, silnik krokowy nie powinien się poruszać po zablokowaniu wirnika.

Krok 10: Zainstaluj komponenty i płytkę wejściową

Wsuń ekran LCD do odpowiedniego wycięcia, a następnie wrzuć czujnik odległości do dwóch zwisających otworów.

Podłącz kabel USB do płytki Arduino, a następnie wyciągnij kabel z zewnętrznego otworu, aby wsunąć płytkę do wnęki.

Poświęć trochę czasu na zarządzanie kablami, a następnie dodaj pokrywę.

Krok 11: Program za pomocą laptopa

Podłącz kabel USB do laptopa, a następnie zaprogramuj Arduino. Program jest podzielony na cztery główne sekcje z dwiema funkcjami wewnętrznymi, do których się odwołuje:

1) Tworzenie zmiennych - służy do tworzenia zmiennych i instancji dla ekranu LCD, komunikatów wysyłanych na ekran, zmiennych używanych do znajdowania odległości pod zwisem oraz instancji silnika krokowego.

2) Funkcja konfiguracji - służy do uruchamiania komunikacji szeregowej, inicjalizacji wyświetlacza LCD, ustawiania trybu pinów dla pinów czujnika odległości, ustawiania prędkości silnika krokowego i wyświetlania frazy rozruchowej

3) Pętla główna

- Punkt 1: Zapisuje pierwszą wiadomość na wyświetlaczu LCD i sprawdza, czy ręka znajduje się pod nawisem. Gdy ręka znajdzie się pod nawisem, przesuwa się do punktu 2.

- Punkt 2: Zapisuje komunikat dozowania na wyświetlaczu LCD i obraca stepper o pół obrotu dla jednej porcji. Po zakończeniu wyświetla komunikat ciesz się, a następnie przechodzi do punktu 3.

- Punkt 3: Sprawdza czujnik, aż nic nie znajdzie się pod nawisem, a następnie wraca do punktu 1. Ma to na celu upewnienie się, że maszyna przypadkowo nie kontynuuje dozowania, jeśli coś pozostanie pod nawisem.

4) Sekcja funkcji – służy do pisania komunikatów na ekranie LCD i uzyskiwania wartości odległości pod nawisem. Ta sekcja jest odniesieniami podczas pętli głównej, ale jest również przywoływana podczas początkowej konfiguracji.

Krok 12: Ciesz się

Ustaw Candy Bot w dowolnym miejscu, a następnie umieść cukierki na górze maszyny. Polecam mini m&ms.

Cieszyć się! Dziękuję za przeczytanie.