Barre automatisée : 7 étapes

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

Ce projet vise à produire un système de vente de boissons automatisé à faible coût destiné à être utilisé dans des applications commerciales et grand public haut de gamme. Les systèmes traditionnels d'automatisation des barres utilisent des servomoteurs et de grands rails rigides avec des plates-formes entraînées par courroie. Bien qu'il s'agisse d'un projet génial pour tout le monde, ces systèmes peuvent être d'un coût prohibitif, nous avons donc développé une conception plus abordable et conviviale pour les fabricants.

Caractéristiques

• Évolutif à n'importe quel assortiment de spiritueux/mixer
• Intégration de l'API Google pour la commande vocale
• Vaste base de données explorée de recettes

Matériel

• Raspberry Pi 3 modèle B
• Structure d'extrusion d'aluminium à faible coût
• Luminaires PLA imprimés en 3D
• Servo actionneurs 9g

Étape 1: Liste des pièces et ressources

Les exigences matérielles ont été résumées et pré-conçues pour vous. Cependant, vous avez toujours besoin d'accéder à certaines ressources qui ne sont pas toujours facilement accessibles.

Vous aurez besoin d'accéder à:

• Imprimante 3D
• Dremel ou scie à ruban
• Fer à souder

Remarque: les pièces et les prix suivants sont tous en livres sterling et les sites Web peuvent être centrés sur le Royaume-Uni, mais ces pièces sont facilement disponibles dans la plupart des régions. Certains matériaux seront moins chers s'ils sont commandés en Chine

Composants du cadre

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: 18,32 € - CaterSpeed/Alibaba
• 5 mètres x tube PVC (6 mm x 8 mm): 5,29 £ - ebay
• 20 x supports d'extrusion à 90°: 7,16 £ - ebay
• 20 x Drop T-Nut: 3,36 £ - ebay
• 20 x M5 10mm: 3,39 £ - ebay
• Fil rigide: 1,49 £ - ebay
• 4 mètres x Aluminium extrudé (20mmx20mm): 22,96 £ -RS

• 1 x capteur GP2Y0D805Z0F, distance, 50 mm, numérique: 3,14 € - Farnell

Composants electroniques

• 1 cellule de pesée de 1 kg: 2,21 £ - Amazon
• 8 x Micro Servo: 11,25 £ - ebay
• 1 x Capteur de proximité - Capteur GP2Y0D805Z0F, distance, 50 mm, numérique: 3,14 € - Farnell
• Les composants à petite échelle peuvent être trouvés ici.

Étape 2: Électronique et PCB

Les schémas complets des PCB, les photomasques et les nomenclatures sont disponibles via la communauté Altium CircuitMaker ici.

Les planches finales sont à 2 couches, de moins de 100 x 100 mm, et peuvent être obtenues pour 0,20 $ pièce via le service de prototypage de JLCPCB.

Le tableau rempli a fourni les fonctionnalités de base suivantes:

• 8x canaux servo
• 1x entrée d'amplificateur de cellule de charge
• 1x entrée de capteur de proximité numérique
• 2x broches GPIO de débogage avec LED

Pour le développement futur, des plots ont également été fournis pour:

• 8x canaux servo supplémentaires
• 4x entrées ADC à usage général
• 1x canal d'amplificateur de cellule de charge de rechange
• 2x pilotes de solénoïde opto-isolés avec rail 12V

Étape 3: Impression 3D

Il y a 4 parties différentes qui doivent être imprimées.

• Supports servo
• Clips optiques
• Support de capteur de proximité
• Porte-tubes en PVC

Huit supports et clips de servo, un capteur de proximité et deux supports de tube doivent être imprimés. Les fichiers sont disponibles ici.

Les systèmes de distribution fonctionnent grâce à un servo 9g monté sur chaque optique, avec une entretoise métallique le reliant à la base du piston. Lorsque le servo tourne, le mécanisme du piston est tiré vers le haut, fermant la ligne de remplissage vers la bouteille, ouvrant la ligne de distribution et permettant le retour d'air via un élément à ressort dans l'optique.

Des tubes en PVC de qualité alimentaire partent de chaque optique et sont maintenus au centre au-dessus du réceptacle par les deux composants d'alignement.

Derrière la cellule de charge se trouve un capteur de proximité numérique, permettant la détection d'une coupelle sur la plaque, maintenue en position par un montage imprimé coulissant sur l'extrusion.

Les pièces et les fichiers d'assemblage Inventor sont fournis, avec des modèles STL supplémentaires pour les composants imprimés. Les dessins techniques des pièces clés sont également inclus et peuvent également être dérivés des documents de l'inventeur à l'échelle mm.

Étape 4: cadre

1. Coupez l'extrusion en segments (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Assemblez en un cuboïde à l'aide des supports à 90 degrés et des écrous en T aux jonctions à 90 degrés. Utilisez les sections de 400 mm comme poteaux verticaux, en laissant l'une des sections de 300 mm libre comme indiqué.

3. Connectez la pièce de 15 mm au centre de la section transversale du bas du dos.

4. Fixez le capteur de proximité imprimé en 3D et le porte-gobelet à la section de 15 mm comme indiqué.

5. Époxydez la plaque à la cellule de charge et boulonnez à l'extrémité de la section de 15 mm à l'aide des écrous en T et des boulons M5 de 20 mm.

Étape 5: Optique

Pour que l'optique soit actionnée par les servos, le ressort principal doit être retiré.

1. Retirez le boîtier en plastique et le grand ressort de la partie inférieure de l'optique.

2. Fixez les pièces imprimées en 3D et les servos comme indiqué.

3. Connectez les servos à la base du plongeur, à travers les trous du bras du servo et de la pièce imprimée, à l'aide du fil rigide.

4. Fixez les optiques aux supports et fixez-les au cadre régulièrement espacés pour éviter toute charge inégale.

Étape 6: Logiciel

Tous les logiciels nécessaires à ce projet sont disponibles sur notre github.

Le logiciel se compose de deux sections principales: le serveur et le micrologiciel. Le micrologiciel est le code source c++ qui se compile en un objet partagé qui contient la logique de barre automatisée et interagit avec la cellule de charge (HX711), les servos et le capteur de proximité. Le répertoire du serveur contient un serveur Web python qui importe l'objet partagé en tant que module, une fois qu'il reçoit un webhook de dialogflow, il analyse et accède au comportement souhaité via la liaison.

Logique et comportement

Le comportement de la barre automatisée peut être représenté comme une machine d'état illustrée ci-dessus. Une fois qu'une tasse a été placée, la machine est prête pour une commande, une fois reçue, elle commencera à être distribuée. Une fois terminé, il reviendra à un état prêt pour une autre boisson et si le gobelet est retiré, il attendra de nouveau qu'il soit placé. La détection de tasse se fait par le capteur de proximité qui renvoie une valeur booléenne selon qu'elle soit ou non haute ou basse. La distribution est surveillée par le capteur de poids; une fois que le serveur Web python reçoit une commande, il calcule le poids requis à distribuer à partir du volume requis et d'une table de recherche de densité. Les servos associés à cette boisson sont ensuite trouvés et ensuite actionnés jusqu'à ce que le poids corresponde. Une fois terminé, le serveur renvoie une réponse au flux de dialogue indiquant à l'utilisateur que sa boisson est prête.

Étape 7: Aide et problèmes

Nous espérons que vous avez apprécié notre guide, et nous aimerions savoir si vous décidez de le construire vous-même ! Si vous avez des problèmes, n'hésitez pas à laisser un commentaire ci-dessous et nous serons heureux de vous aider.

La fonctionnalité supplémentaire de la carte devrait vous permettre d'étendre votre système jusqu'à 16 composants de boisson différents, ainsi que d'ajouter un certain nombre d'autres actionneurs ou capteurs mécaniques. Alternativement, n'hésitez pas à créer nos fichiers de conception matérielle ou logicielle et à ajouter vos propres idées ! Nous aimerions voir ce que la communauté peut en faire.

Merci d'avoir pris le temps de lire ceci jusqu'au bout, et nous vous souhaitons le meilleur pour votre propre projet: Eddy, Joe et Pete.