Automatiserad stång: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Detta projekt syftar till att producera ett billigt automatiserat dryckesautomatsystem för användning i avancerade konsument- och kommersiella applikationer. Traditionella system inom barautomation använder servomotorer och stora styva skenor med remdrivna plattformar. Även om ett fantastiskt projekt för alla kan dessa system vara kostnadsöverskridande, så har vi utvecklat en mer prisvärd, tillverkarvänlig design.

Funktioner

• Skalbar till alla typer av sprit/mixer
• Google API -integration för röstordning
• Omfattande genomsökt databas med recept

Hårdvara

• Raspberry Pi 3 Modell B
• Prisvärd aluminium extrudering struktur
• 3D -tryckta PLA -armaturer
• 9g servomotorer

Steg 1: Dellista och resurser

Hårdvarukraven har blivit abstrakta och fördesignade för dig. Du behöver dock fortfarande tillgång till vissa resurser som inte alltid är lättillgängliga.

Du behöver tillgång till:

• 3d skrivare
• Dremel eller bandsåg
• Lödkolv

Obs: Följande delar och priser är alla i GBP GBP och webbplatser kan vara Storbritannien centrerade, men dessa delar är lätt tillgängliga i de flesta områden. Några av materialen blir billigare om de beställs från Kina

Ramkomponenter

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: £ 18,32 - CaterSpeed/Alibaba
• 5 meter x PVC -rör (6 mm x 8 mm): £ 5,29 - ebay
• 20 x extrudering 90 ° fästen: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T -Nut: £ 3,36 - ebay
• 20 x M5 10mm: £ 3,39 - ebay
• Stiv tråd: £ 1,49 - ebay
• 4 meter x Aluminiumsprutning (20mmx20mm): £ 22,96 -RS

• 1 x GP2Y0D805Z0F -sensor, avstånd, 50mm, digital: 3,14 kr - Farnell

Elektroniska komponenter

• 1 x 1 kg lastcell: 2,21 kr - Amazon
• 8 x Micro Servo: £ 11,25 - ebay
• 1 x Närhetssensor - GP2Y0D805Z0F -sensor, avstånd, 50mm, digital: £ 3,14 - Farnell
• Småskaliga komponenter hittar du här.

Steg 2: Elektronik och kretskort

Fullständiga PCB -scheman, fotomasker och stämplar finns tillgängliga via Altium CircuitMaker -communityn här.

De slutliga brädorna är 2-lager, under <100x100 mm, och kan erhållas för $ 0,20 per bit genom JLCPCB: s prototyptjänst.

Den befolkade styrelsen gav följande kärnfunktioner:

• 8x Servokanaler
• 1x Load cell förstärkare ingång
• 1x Digital närhetssensor ingång
• 2x Debug GPIO -stift med lysdioder

För framtida utveckling tillhandahålls också dynor för:

• 8x Ytterligare servokanaler
• 4x ADC -ingångar för allmänt ändamål
• 1x extra lastcellsförstärkarkanal
• 2x opto-isolerade magnetventiler med 12V skena

Steg 3: 3D -utskrift

Det finns 4 olika delar som behöver skrivas ut.

• Servofästen
• Optiska klipp
• Närhet givare fäste
• PVC -rörhållare

Åtta servofästen och clips, en närhetssensor och två rörhållare måste skrivas ut. Filerna finns här.

Utmatningssystemen fungerar genom en 9g servo monterad på varje optik, med en metallstång som ansluter den till kolvens bas. När servon roterar dras kolvmekanismen uppåt, stänger fyllningsledningen till flaskan, öppnar dispenserledningen och tillåter luftåterföring via ett fjädrande element i optiken.

Matrör av PVC -rör går från varje optik och hålls centralt ovanför behållaren av de två inriktade komponenterna.

Bakom lastcellen finns en digital närhetssensor som ger detektering av en kopp på plattan, som hålls på plats av en glidande tryckt montering på extruderingen.

Inventor -delar och monteringsfiler tillhandahålls, med ytterligare STL -modeller för tryckta komponenter. Tekniska ritningar för nyckeldelar ingår också och kan också härledas från uppfinnarens dokument i mm -skala.

Steg 4: Ram

1. Skär extruderingen i segment (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Montera till en kuboid med 90 graders fästen och T-muttrar vid 90 graders korsningar. Använd 400 mm -sektionerna som de vertikala stolparna och lämna en av 300 mm -sektionerna fria som visas.

3. Anslut 15 mm -delen till mitten av nedre delen av ryggen.

4. Fäst 3D -tryckt närhetssensor och kopphållare på 15 mm -sektionen enligt bilden.

5. Epoxa plattan till lastcellen och skruva fast i slutet av 15 mm-sektionen med hjälp av T-muttrarna och 20 mm M5-bultarna.

Steg 5: Optik

För att optiken ska kunna användas av servon måste huvudfjädern tas bort.

1. Ta bort plasthuset och den stora fjädern från optikens nedre del.

2. Fäst de 3D -tryckta delarna och servona enligt bilden.

3. Anslut servon till kolvens bas, genom hålen i servoarmen och den tryckta delen, med hjälp av den styva tråden.

4. Fäst optiken på stativen och kläm fast dem på ramen jämnt fördelade för att undvika ojämna belastningar.

Steg 6: Programvara

All programvara som krävs för detta projekt är tillgänglig på vår github.

Programvaran består av två huvudavsnitt: servern och fast programvara. Firmware är källkoden c ++ som kompileras till ett delat objekt som innehåller den automatiska strecklogiken och interagerar med lastcellen (HX711), servon och närhetssensorn. Serverkatalogen innehåller en python -webbserver som importerar det delade objektet som en modul, när den tar emot en webbhook från dialogflödet analyseras den och får åtkomst till önskat beteende genom bindningen.

Logik och beteende

Beteendet hos den automatiska stapeln kan representeras som en tillståndsmaskin som visas ovan. När en kopp har placerats är maskinen redo för en beställning, när den väl mottagits kommer den att börja dispensera. När den är klar kommer den att gå tillbaka till ett färdigt tillstånd för en annan drink och om koppen någonsin tas bort kommer den att vänta tills den ska placeras. Koppdetekteringen görs av närhetssensorn som returnerar ett booleskt värde beroende på om den läser högt eller lågt eller inte. Dispens övervakas av viktsensorn; när python -webbservern får en beställning beräknar den den vikt som krävs för att avstå från den önskade volymen och en densitetstabell. Servon som är mappade till den drycken hittas sedan och aktiveras sedan tills vikten matchas. När den är klar returnerar servern ett svar på dialogflödet som indikerar för användaren att deras dryck är klar.

Steg 7: Hjälp och problem

Vi hoppas att du gillade vår guide och vi skulle gärna vilja veta om du bestämmer dig för att bygga den själv! Om du har några problem är du välkommen att lämna en kommentar nedan så hjälper vi dig gärna.

Den extra funktionen på tavlan bör göra att du kan utöka ditt system med upp till 16 olika dryckskomponenter, samt lägga till ett antal andra mekaniska ställdon eller sensorer. Alternativt kan du gaffla antingen våra hårdvaru- eller programvarudesignfiler och lägga till dina egna idéer! Vi vill gärna se vad samhället kan göra av detta.

Tack för att du tog dig tid att läsa igenom detta, och vi önskar dig lycka till med ditt eget projekt: Eddy, Joe och Pete.