BotTender : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

BotTender, un assistant barman qui sert le shot parfait !

BotTender est un robot autonome conçu dans le but d'automatiser les bars. Il est placé au-dessus du bar et détecte les verres à shot devant lui. Une fois les verres détectés, il s'approche du verre et demande aux clients de placer leurs verres sur le robot. Alors la photo parfaite attend d'être prise ! Lorsque le versement est terminé, BotTender continue de naviguer le long du bar jusqu'à ce qu'il détecte le prochain client avec un verre.

Le projet réalisé dans le cadre du séminaire Computational Design and Digital Fabrication du master ITECH.

Étape 1: Liste des pièces

COMPOSANTS ÉLECTRIQUES

1. Navigation:

• (2) Moteurs à engrenages
• Capteur de distance à ultrasons

2. Mesure du poids:

• (5KG) Cellule de charge micro de type barre droite (peut être trouvée dans une balance de cuisine)
• Amplificateur de cellule de charge HX711

3. Affichage:

• Écran LCD (4x20)
• Interface I2C LCD2004

4. Verser:

• Mini pompe à eau submersible (moteur à courant continu 3-6V)
• Transistor 2n2222 (EBC)
• Résistance 1K
• Redresseur à diode 1N4007

5. Autre:

• Carte contrôleur Arduino UNO R3

• Mini planche à pain
• Batterie
• Cavaliers (M/M, F/F, F/M)
• Fer à souder

CONCEPTION

6. Prêt à l'emploi:

• (2) Roues + Roue Universelle
• Bocal en verre (8 cm de diamètre)
• Verre à liqueur (3,5 cm de diamètre)
• Tube d'eau de 9 mm
• (30) boulons M3x16
• (15) écrous M3x16
• (4) boulons M3x50
• (5) boulons M3x5
• (2) boulons M5x16

7. Pièces personnalisées:

• Découpe laser sur plexiglas 3,0 mm (25 cm x 50 cm): plates-formes supérieure et inférieure du châssis du robot, plate-forme Arduino et planche à pain, support LDC, support de capteur à ultrasons, plates-formes supérieure et inférieure de l'échelle, capuchon de pot.
• Pièces imprimées en 3D: Support de batterie externe

ET…

BEAUCOUP D'ALCOOL !

Étape 2: Logique et configuration

1. Navigation:

La navigation du BotTender est contrôlée par les données extraites du capteur à ultrasons placé devant le robot. Dès que le robot est branché à la source d'alimentation, le robot commence à lire la distance jusqu'au verre à liqueur et commence à s'approcher de lui. Lorsqu'il atteint une certaine distance, il s'arrête et attend que le client pose le verre sur la plaque de la cellule de charge.

La communication entre les moteurs à courant continu et l'Arduino est réalisée à l'aide du circuit intégré de commande de moteur L293D. Ce module nous aide à contrôler la vitesse et le sens de rotation de deux moteurs à courant continu. Alors que la vitesse peut être contrôlée à l'aide de la technique PWM (Pulse Width Modulation), la direction est contrôlée à l'aide d'un pont en H.

Si la fréquence des impulsions augmente, la tension appliquée aux moteurs augmente également, ce qui entraîne une accélération de la rotation des roues par les moteurs.

Des informations plus détaillées sur l'utilisation du pont en H pour contrôler les moteurs à courant continu sont disponibles ici.

2. Mesure du poids:

Logique et circuit: utilisez une cellule de charge de type barre droite et une carte de conversion HX711ADC pour amplifier le signal reçu du capteur de poids. Connectez-les à l'Arduino et à la maquette comme indiqué dans le schéma de circuit.

Le HX711 est connecté à:

• GND: Planche à pain (-)
• DONNÉES: broche 6 HORLOGE: broche 2
• VCC: Planche à pain (+)
• E+: Connecté au ROUGE de la Cellule de Charge
• E-: Connecté au BLEU
• A-: Connecté au BLANC
• A+: Connecté au NOIR
• B-: pas de connexions
• B+: pas de connexions

L'amplificateur permet à l'Arduino de détecter les changements de résistance de la cellule de charge. Lorsqu'une pression est appliquée, la résistance électrique changera en réponse à la pression appliquée.

Configuration: Dans notre cas, nous utilisons une micro cellule de charge (5KG). La cellule de charge a 2 trous en haut et en bas et une flèche indiquant la direction de la déviation. Avec la flèche pointant vers le bas, fixez le bas de la balance à la plate-forme supérieure du robot. Fixez le trou opposé du haut de la cellule de charge à la partie supérieure de la balance.

Une fois connecté à l'Arduino, téléchargez la bibliothèque de l'amplificateur HX711 au bas de cette page et étalonnez la cellule de charge à l'aide du croquis d'étalonnage fourni ci-dessous.

Téléchargez la bibliothèque HX711:

Croquis d'étalonnage:

3. Affichage:

Logique et circuit: Connectez l'écran LCD (4x20) à l'interface I2C. S'il est séparé, la soudure doit être faite. L'interphase I2C se compose de deux signaux: SCL et SDA. SCL est le signal d'horloge et SDA est le signal de données. L'I2C est connecté à:

• GND: Planche à pain (-)
• VCC: Planche à pain (+)
• SDA: broche A4
• SCL: broche A5

Téléchargez la bibliothèque IC2:

4. Verser:

Vous aurez besoin d'un transistor, d'une résistance 1K et d'une diode pour connecter la pompe à eau à l'Arduino. (Reportez-vous au schéma de circuit ci-dessous). La pompe à eau est activée lorsque la cellule de charge lit le poids d'un verre vide. Une fois le verre plein, la cellule de charge lit le poids et éteint la pompe à eau.

Étape 3: schéma de circuit

Étape 4: Coder

Étape 5: Concevoir

Intention de conception

L'intention principale de la conception était d'utiliser un matériau transparent et d'améliorer la présence de l'électronique. Cela nous aide non seulement à déterminer plus rapidement les problèmes du circuit, mais facilite également le démontage au cas où une réparation serait nécessaire. Étant donné que nous travaillons avec de l'alcool, il était crucial pour notre conception de garder l'électronique et l'alcool aussi séparés que possible de manière compacte. Pour ce faire, nous avons intégré des produits standard à notre conception personnalisée. En conséquence, nous avons mis au point un système multicouche qui maintient l'électronique à la couche inférieure et élève la zone de service de tir à la couche supérieure.

Pièces sur mesure: découpées au laser

1. Corps

BotTender se compose de deux couches principales empilées l'une sur l'autre avec juste assez de distance pour permettre aux fils d'être branchés sur l'arduino et la planche à pain. Alors que la couche inférieure est principalement utilisée pour fixer les moteurs, la roue arrière, la plate-forme électronique et le support de batterie à la carrosserie, ainsi que pour servir de base à la bouteille, la couche supérieure accueille un trou pour stabiliser la bouteille et un espace suffisant pour la cellule de charge et ses plaques.

2. Plaques de cellule de charge

Les plaques de pesée sont conçues en tenant compte du principe de fonctionnement d'une balance de cuisine. La cellule de charge est attachée à une couche supérieure et inférieure à partir de ses trous de boulon. Sur la couche supérieure, une autre couche est placée afin d'indiquer la fente précise pour mettre le verre à liqueur et le maintenir en place.

3. Support de capteur LCD et à ultrasons

Le support LCD est conçu pour maintenir l'écran tourné à 45 degrés par rapport au plan du sol, tandis que le support de capteur à ultrasons maintient le capteur perpendiculaire et aussi près du sol que possible pour détecter facilement le verre à liqueur.

4. Bouchon de bouteille

Nous avons conçu un bouchon de bouteille qui garderait la boisson dans un environnement fermé tout en permettant aux câbles du tube et de la pompe à eau de sortir de la bouteille. Le capuchon a 2 couches: la couche supérieure pour maintenir le tube en place et la couche inférieure pour verrouiller le capuchon sur la bouteille et permettre aux câbles de la pompe à eau d'accéder à l'arduino. Ces deux couches sont ensuite attachées l'une à l'autre en utilisant les petits trous correspondants sur les côtés pour insérer des boulons.

Pièces personnalisées: imprimées en 3D

5. Support de banque d'alimentationPour notre BotTender, nous avons décidé d'utiliser une source d'alimentation externe: une banque d'alimentation. Par conséquent, nous avions besoin d'un support de batterie personnalisé pour les dimensions de la banque d'alimentation que nous avons choisie. Après avoir conçu la pièce dans Rhinoceros, nous l'avons imprimée en 3D avec du PLA noir. Les trous de boulons ont ensuite été ouverts à l'aide d'une perceuse.