BotTender: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

BotTender, en bartenderassistent som ger det perfekta skottet!

BotTender är en autonom robot som är utformad för att automatisera barer. Den placeras ovanpå baren och upptäcker glasögonen framför den. När glasögonen har upptäckts närmar det sig glaset och ber kunderna att placera glasögonen på roboten. Då väntar det perfekta skottet för att tas! När hällningen är klar fortsätter BotTender att navigera längs baren tills den upptäcker nästa kund med ett glas.

Projektet genomfördes som en del av seminariet Computational Design and Digital Fabrication i ITECH -masterprogrammet.

Steg 1: Lista över delar

ELEKTRISKA KOMPONENTER

1. Navigering:

• (2) Växelmotorer
• Ultraljudsavståndssensor

2. Mätning av vikt:

• (5KG) Mikrolastcell av rak typ (finns i köksvåg)
• HX711 Load Cell Amplifier

3. Visar:

• LCD -skärm (4x20)
• LCD2004 I2C -gränssnitt

4. Hällning:

• Mini nedsänkbar vattenpump (likströmsmotor 3-6V)
• 2n2222 Transistor (EBC)
• 1K motstånd
• 1N4007 Diodlikriktare

5. Annat:

• Arduino UNO R3 styrkort

• Mini brödbräda
• Batteripaket
• Jumper Wires (M/M, F/F, F/M)
• Lödkolv

DESIGN

6. Off-the-shelf:

• (2) Hjul + Universalhjul
• Glasburk (8 cm i diameter)
• Skottglas (3,5 cm i diameter)
• 9 mm vattenrör
• (30) M3x16 bultar
• (15) M3x16 muttrar
• (4) M3x50 bultar
• (5) M3x5 bultar
• (2) M5x16 bultar

7. Anpassade delar:

• Laserskärning på plexiglas 3,0 mm (25 cm x 50 cm): robotchassi topp- och bottenplattformar, Arduino- och brödbrädplattform, LDC -hållare, ultraljudsensorhållare, skalplattformar topp- och bottenplattformar, burklock.
• 3D -tryckta delar: Powerbankhållare

OCH…

MYCKET ALKOHOL !!

Steg 2: Logik och inställningar

1. Navigering:

Navigering av BotTender styrs av data från ultraljudssensorn som placeras framför roboten. Så snart roboten är ansluten till strömkällan börjar roboten läsa avståndet till glaset och börjar närma sig mot den. När det når ett visst avstånd stannar det och väntar på att kunden ska lägga glaset på lastcellsplattan.

Kommunikationen mellan likströmsmotorerna och Arduino uppnås med hjälp av L293D -motordrivrutins -IC. Denna modul hjälper oss att kontrollera hastigheten och rotationsriktningen för två likströmsmotorer. Även om hastigheten kan kontrolleras med PWM (Pulse Width Modulation) -teknik, styrs riktningen med hjälp av en H-Bridge.

Om pulsernas frekvens ökar, ökar också spänningen som appliceras på motorerna, vilket resulterar i att motorerna roterar hjulen snabbare.

Mer detaljerad information om hur du använder H -bron för att styra likströmsmotorer finns här.

2. Viktmätning:

Logik och krets: Använd en lastcell med rak linje och ett HX711ADC -omvandlarkort för att förstärka den mottagna signalen från viktsensorn. Anslut dessa till Arduino och brödbräda enligt kretsschemat.

HX711 är ansluten till:

• GND: Brödbräda (-)
• DATA: stift 6 KLOCKA: stift 2
• VCC: Brödbräda (+)
• E+: Ansluten till RÖD i lastcellen
• E-: Ansluten till BLÅ
• A-: Ansluten till VIT
• A+: Ansluten till SVART
• B-: inga anslutningar
• B+: inga anslutningar

Förstärkaren gör det möjligt för Arduino att upptäcka förändringar i motstånd från lastcellen. När tryck appliceras kommer det elektriska motståndet att förändras som svar på det applicerade trycket.

Setup: I vårt fall använder vi en mikrolastcell (5KG). Lastcellen har 2 hål på toppen och botten och en pil som anger avböjningsriktningen. Med pilen nedåt, fäst botten av vågen till robotens översta plattform. Fäst det motsatta hålet på toppen av lastcellen till den övre delen av vågen.

När du är ansluten till Arduino, ladda ner biblioteket för HX711 -förstärkaren längst ner på denna sida och kalibrera lastcellen med hjälp av kalibreringsskissen nedan.

Ladda ner HX711 -biblioteket:

Kalibreringsskiss:

3. Visar:

Logik och krets: Anslut LCD -skärmen (4x20) till I2C -gränssnittet. Om den separeras måste lödningen göras. I2C -gränssnittet består av två signaler: SCL och SDA. SCL är klocksignalen och SDA är datasignalen. I2C är ansluten till:

• GND: Brödbräda (-)
• VCC: Brödbräda (+)
• SDA: stift A4
• SCL: stift A5

Ladda ner IC2 -biblioteket:

4. Hällning:

Du behöver en transistor, ett 1K -motstånd och en diod för att ansluta vattenpumpen till Arduino. (Se kretsschemat nedan). Vattenpumpen aktiveras när lastcellen läser vikten av ett tomt glas. När glaset är fullt läser lastcellen vikten och stänger av vattenpumpen.

Steg 3: Kretsdiagram

Steg 4: Kod

Steg 5: Design

Designavsikt

Den huvudsakliga designavsikten var att använda ett transparent material och förbättra närvaron av elektronik. Detta hjälper oss inte bara med att fastställa problemen i kretsen snabbare, utan också underlättar demonteringen om reparation behövs. Eftersom vi arbetar med alkohol var det avgörande för vår design att hålla elektroniken och alkoholen så separata som möjligt på ett kompakt sätt. För att uppnå detta integrerade vi produkter från hyllan i vår anpassade design. Som ett resultat kom vi fram till ett system med flera lager som håller elektroniken i det nedre lagret och lyfter skottets serveringsområde till det översta lagret.

Anpassade delar: Laserskärning

1. Kropp

BotTender består av två huvudlager staplade på varandra med lagom avstånd så att ledningar kan anslutas till arduino och brödbräda. Medan bottenlagret huvudsakligen används för att fästa motorerna, bakhjulet, elektronikplattformen och batterihållaren till karossen, liksom att fungera som bas för flaskan, rymmer toppskiktet ett hål för att stabilisera flaskan och tillräckligt med utrymme för lastcell och dess plattor.

2. Ladda cellplattor

Lastcellsplattorna är utformade med hänsyn till en köksvågs arbetsprincip. Lastcellen är fäst vid ett topp- och bottenlager från dess bulthål. Över det översta lagret placeras ett annat lager för att ange exakt plats för att sätta glaset och hålla det på plats.

3. LCD- och ultraljudsgivarhållare

LCD -stöd är utformat för att hålla skärmen 45 grader roterad från markplanet, medan ultraljuds sensorhållaren håller sensorn vinkelrät och så nära marken som möjligt för att enkelt upptäcka skottglaset.

4. Flasklock

Vi konstruerade ett flasklock som skulle hålla drycken i en stängd miljö men ändå låter röret och vattenpumpkablarna komma ut ur flaskan. Locket har två lager: Övre lager för att hålla röret på plats och det nedre lagret för att låsa locket på flaskan och ge vattenpumpkablarna tillgång till arduino. Dessa två lager fästs sedan med varandra genom att använda motsvarande små hål på sidorna för att sätta in bultar.

Anpassade delar: 3D -tryckt

5. Hållare för Power Bank För vår BotTender bestämde vi oss för att använda en extern strömkälla: en powerbank. Därför behövde vi en anpassad batterihållare för dimensionerna på powerbanken vi valde. Efter att ha designat verket i Noshörning, 3D -tryckt vi det med svart PLA. Bulthålen öppnades sedan med en borr.