D4E1 - DIY - Assistive Technology : 'Scale Aid 2018' : 7 étapes

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

Véronique est une femme de 36 ans qui travaille au "Het Ganzenhof" en raison de son syndrome congénital (Rubinstein-Taybi). Ici, elle se charge d'aider à réaliser des recettes en pesant les quantités. Ce processus a toujours été effectué par notre client à l'aide d'une balance de cuisine ordinaire. Cette balance de cuisine comporte plusieurs problèmes car Véronique ne connaît ni chiffres ni lettres, ne sait pas lire et a le bout des doigts épaissi à cause de son syndrome. Pour cette raison, notre client avait toujours besoin de l'aide de tiers pendant ce processus. Ainsi, la demande de créer une aide à la balance qui permet à Véronique de peser des quantités de manière autonome est venue du cadre lui-même.

Tout au long du projet, nous nous sommes concentrés sur la création d'une toute nouvelle balance pouvant être utilisée dans la cuisine. De notre analyse, nous avons conclu qu'au moins 3 éléments doivent être présents pour s'assurer qu'une balance peut être utilisée, à savoir: un bouton On/Off, un bouton Tare et un affichage pour déterminer combien a déjà été pesé. Surtout ce dernier était un défi au sein du projet parce que notre client a un âge mental inférieur. Enfin, nous avons décidé d'utiliser des symboles d'éclairage (flèche rouge vers le haut – pouce vert – flèche rouge vers le bas) dans notre prototype final 1.9 pour indiquer combien a déjà été pesé.

Étape 1: Matériaux et outils

Dans cette étape, nous discuterons de tous les matériaux que nous avons utilisés.

Remarque: une certaine connaissance de l'impression 3D et de la programmation Arduino est utile…

MATÉRIAUX

CAS

• 2 x feuilles de polystyrène 2 mm (600 x 450 mm)
• feuille de PMMA transparent de 2 mm (15 x 30 mm)
• Feuille PVC Forex 10 mm (15 x 50 mm)
• décalque ou autocollant noir (50 x 50 mm)
• points autocollants rouges et verts
• 6 x vis M3,5x12 csk
• 2 vis autotaraudeuses M2.5x35 csk
• 6 x écrous et boulons M3x12
• amortisseurs autocollants
• Filament d'imprimante 3D PLA ou PET-G
• colle CA
• colle UV

ÉLECTRONIQUE

• Arduino Nano
• mini câble usb
• Cellule de charge + surface de pesée en verre (5 kg)
• HX-711
• 6 leds 5V WS2812b
• Fiche d'alimentation
• Adaptateur secteur 5V
• 16x2 I²C lcd
• codeur rotatif
• gros bouton poussoir
• grand commutateur rotatif
• broches d'en-tête femelles
• fils dupont femelle - mâle
• 3 résistances 10K
• résistance de 220 ohms
• 3 condensateurs 1nf
• fusible 500 mA
• Conseil de perf
• Un peu de soudure
• Quelques fils fins

OUTILS

• Imprimante 3D (créalité CR-10)
• pistolet à air chaud ou fil chaud
• ciseaux et couteau Stanley
• règle de fer
• fer à souder
• scie circulaire ou scie à ruban
• perceuse de table
• scie cloche 22 et 27 mm
• perceuse sans fil + jeu de perceuses
• du papier de verre (grain 240)

Étape 2: Pièces imprimées en 3D

Pour les pièces imprimées en 3D, vous aurez besoin d'un grand lit d'impression (Creality cr-10 300x300 mm) pour imprimer les côtés en une seule fois. Vous pouvez également les couper en morceaux plus petits et les coller ensemble avec de la colle CA, mais pour une résistance optimale, il est recommandé de l'imprimer en un seul morceau.

Le filament préféré à utiliser est le PET-G et en deuxième option le PLA, les deux sont sans danger pour les aliments, mais le PET-G est plus résistant et plus résistant à la chaleur ou à la lumière directe du soleil.

Vous devrez imprimer:

1 x côté 1

1 x côté 2

2 x flèche indicatrice

1 x indicateur pouce levé

1 x support lcd

2 x espaceur de bouton

1 x adaptateur de balance

6 x inserts à vis

Il est recommandé d'imprimer à une hauteur de couche de 0,2 mm et avec des supports pour les indicateurs, toutes les autres parties sont imprimables sans supports.

Étape 3: Électronique et logiciel

Explication de l'électronique utilisée

Pour l'électronique, nous avons utilisé un Arduino Nano en raison de sa petite taille. La puce d'amplificateur de cellule de charge HX 711 est connectée à une cellule de charge nominale de 5 kg provenant d'une balance de cuisine bon marché. La bande led 5V ws2812b 60 leds/m sert à indiquer la quantité à notre patient, elle est découpée en 3 morceaux de 2 leds. Ensuite, nous avons utilisé un bouton télémécanique et un commutateur rotatif avec les blocs de connexion comme bouton de tare et un interrupteur marche/arrêt. L'écran LCD 16x2 I²C est utilisé pour indiquer le réglage du poids réglable et le poids réel mesuré. Un encodeur rotatif est utilisé pour ajuster le réglage du poids réglable et le remettre à zéro si nécessaire. Le tout est alimenté par un adaptateur mural 5V 500mA avec la prise d'alimentation correspondante.

Connexions

Pour éviter un gâchis de fil comme dans les prototypes précédents, nous avons utilisé des broches d'en-tête femelles et des fils dupont (mâle - femelle) pour connecter tous les boutons et capteurs à l'Arduino. Si quelque chose se brise, il est facile à réparer grâce à la conception modulaire.

HX 711

• VDD passe à 3.3V
• VCC passe à 5V
• Les données vont à D2 de l'Arduino
• L'horloge passe à D3 de l'Arduino
• Gnd va à la terre

Cellule de charge => HX 711

• Le rouge passe au rouge
• noir à noir
• blanc à blanc
• vert/bleu à vert/bleu

Bande led

• + passe à 5V
• Les données vont à D6 de l'Arduino avec une résistance de 220 ohms entre les deux
• - va au sol

Bouton de tare

• + passe à 5V
• - va à D10 avec une résistance pull-up de 10K à la terre

Fiche d'alimentation

• + va à l'interrupteur marche/arrêt avec un fusible de 500mA entre les deux
• - va au sol
• Un condensateur 100nF parallèle au + et -

Interrupteur rotatif marche/arrêt

• une jambe va à la prise d'alimentation avec le fusible
• l'autre jambe va au 5V

codeur rotatif

• Gnd va à la terre
• + passe à 5V
• SW passe à D11 sur l'Arduino
• DT va à D8 de l'Arduino avec une résistance de 10K entre les deux et un condensateur de 100nF connecté à la terre
• CLK va à D9 de l'Arduino avec une résistance de 10K entre et un condensateur de 100nF connecté à la terre

Écran LCD 16x2 I²C

• SCL passe à A5 sur l'Arduino
• SDA passe en A4 sur l'Arduino
• VCC passe à 5V
• GND va à la terre

Logiciel

Nous avons utilisé l'IDE Arduino pour tout programmer…

Pour calibrer la cellule de charge, vous devrez d'abord charger le croquis de calibrage sur votre Arduino. Il est plus facile de calibrer la cellule de charge si vous utilisez un objet avec un poids connu.

Une fois que vous connaissez le facteur d'étalonnage, ajustez-le dans le code final de la balance et chargez-le sur le Nano…

Des informations supplémentaires sont ajoutées dans les commentaires du code, une fois téléchargé, la partie de codage est terminée.

Étape 4: Préparation de l'assemblage PARTIE 1

DÉCOUPE ET PLIAGE DES FEUILLES PS

Découpez les feuilles selon les plans indiqués ci-dessus, nous avons utilisé un cutter et une règle en fer pour couper les bords droits.

Remarque: une cisaille à tôle fonctionne également pour couper les tôles.

Pour les trous, nous avons utilisé un petit foret pour prépercer et une scie cloche de 22 et 40 mm montée sur la perceuse de table avec des pinces pour percer les trous les plus grands.

Poncer avec un grain 240 si nécessaire.

Pour les surfaces de pliage, nous avons coupé légèrement le long de la ligne et chauffé la zone avec un fil chaud adapté et un gabarit avec un angle de 120°. Cela crée des plis agréables et propres. Vous pouvez utiliser un pistolet thermique pour plier les feuilles, mais vous devez faire attention au froissement et à la surchauffe du plastique.

COUPE DES CADRANS INDICATEURS EN ACRYLIQUE

Nous avons utilisé une scie cloche de 27 mm sans le foret central sur la perceuse de table pour fabriquer les cadrans.

Poncez les aspérités et faites attention à ne pas vous couper !

Enfin, rendez l'acrylique transparent plus trouble en ponçant les surfaces avec un grain 240.

DÉCOUPE ET COLLAGE DU PVC FOREX

Nous avons utilisé les feuilles Forex pour fabriquer une base solide pour la cellule de charge et un support de montage pour le PCB et les leds.

Découpez les feuilles de 10 mm d'épaisseur selon les croquis ci-dessus et collez-les ensemble avec de la colle CA.

Faites un petit retrait sur la pièce de 40 x 40 mm pour accueillir la cellule de charge.

Prépercez les trous en fonction de votre cellule de charge et du support pour le PCB.

MOUSQUETONS PS

Réalisez 8 petits crochets en collant un morceau de 10 x 10 mm de feuille PS de 2 mm sur un morceau de 10 x 15 mm avec de la colle CA. Espacez-les uniformément sur le côté long de la coque PS (troisième dessin). Deux par côté sur la surface supérieure et et un sur chacune des surfaces latérales pliées. Collez-les à environ 4 mm du bord.

Étape 5: Préparation de l'assemblage PARTIE 2

Montage du support LCD

Découpez un morceau d'acrylique selon les contours du support lcd. Percez 2 trous de chaque côté près du bord et à travers l'acrylique et le support lui-même. Montez l'écran LCD sur le support d'écran LCD à l'aide de 4 écrous et boulons M3. Montez ensuite le support acrylique et lcd avec lcd sur la pièce latérale à l'aide de 2 boulons à tête plate M3 et fixez-les avec un écrou.

Trous de la plaque inférieure

Collez les inserts de vis sur les côtés inclinés de la coque supérieure et espacez-les également. Alignez maintenant la coque supérieure avec les côtés et la plaque de base et tracez les trous jusqu'à la plaque de base. Percez-les maintenant à l'aide d'un foret de 2 mm et chanfreinez-les sur la surface extérieure. Faites la même chose pour le support de support PCB.

Collage de la bague de la plaque adaptatrice

Collez la bague adaptatrice sur le lit de poids en verre de la balance à l'aide de colle UV. Alignez-le avec les découpes vers les trous de l'indicateur. Assurez-vous que l'anneau est légèrement incliné pour qu'il affleure l'échelle, cela est causé par la flexion de la cellule de charge.

Pattes de collage pour la surface de pesée

Réalisez 8 languettes de 7 x 3 mm en PS et collez-les par 2. L'étape suivante consiste à les coller sur la surface de pesée, celles-ci doivent être alignées avec les découpes de la bague de la plaque adaptatrice sur 4 points. Ceci est nécessaire pour fixer la surface de pesée à la balance.

Peindre les indicateurs imprimés en 3D

Pour éviter que les indicateurs imprimés en 3D n'absorbent la lumière, nous les avons peints à l'intérieur en argent afin qu'ils reflètent la lumière des leds.

Étape 6: Assemblage

1. Montez le PCB dans le support et fixez-le à l'aide des 2 vis M3,5x12
2. Collez la base de la cellule de charge, le support de PCB et le support de led en place
3. Connectez tout au PCB selon le schéma de Fritzing
4. Montez le tout en place:

Le bouton de tare sur la surface supérieure avec l'entretoise de bouton entre et fixer avec la vis du support

L'interrupteur On/Off utilisant la même procédure mais du côté avec la pièce du support lcd

Collez les leds sur le support led.

L'encodeur rotatif sur la partie latérale à l'aide d'un écrou et d'une rondelle pour le fixer et fixer le bouton à l'arbre

Sur l'autre pièce latérale, ajoutez la prise d'alimentation et percez si nécessaire, fixez-la avec l'écrou donné

Enfin, fixez la cellule de charge à la base et assurez-vous qu'elle est de niveau

5. Poussez les indicateurs à cadran dans les trous et poncez si nécessaire, appuyez les lentilles acryliques sur les indicateurs

6. Faites glisser les côtés sur la plaque de base et enclenchez la coque supérieure en place

7. Vissez les 8 M3,5x12 à la plaque de base en fixant la coque supérieure et le support de carte PCB

8. Ajoutez les amortisseurs adhésifs en caoutchouc à l'arrière de la plaque de base sur les points de flexion les plus critiques

9. Vissez la surface de pesée en verre et la bague d'adaptation sur la cellule de charge

10. Ajoutez la surface de pesée et alignez-la avec les découpes

Le montage est fait !

Étape 7: Résultat

L'aide à la balance a permis à Véronique de peser elle-même les ingrédients.

Ces indicateurs lui permettent de comprendre ce qui se passe lorsqu'elle prend du poids. Les gardiens peuvent ajuster et réinitialiser le montant, avec un manuel d'instructions et un peu de pratique, elle peut effectuer ces tâches de manière totalement indépendante. Il s'agit d'une grande amélioration par rapport à la procédure de pesée qu'elle a rencontrée précédemment.

weegschaalhulp2018.blogspot.com/

Remerciements particuliers à: Véronique & "Het Ganzehof"

Projet réalisé par: Fiel C., Jelle S. & Laurent L.