BotTender: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

BotTender, um assistente de barman que dá a foto perfeita!

O BotTender é um robô autônomo projetado com o objetivo de automatizar barras. Ele é colocado no topo da barra e detecta os copos de bebida na frente dela. Assim que os óculos são detectados, ele se aproxima do vidro e pede aos clientes que coloquem seus óculos no robô. Então a foto perfeita está esperando para ser tirada! Quando o vazamento é feito, o BotTender continua navegando ao longo da barra até detectar o próximo cliente com um copo.

O projeto foi conduzido como parte do seminário de Design Computacional e Fabricação Digital no programa de mestrado ITECH.

Etapa 1: Lista de peças

COMPONENTES ELÉTRICOS

1. Navegação:

• (2) Motores de engrenagem
• Sensor de distância ultrassônico

2. Peso de medição:

• (5KG) Microcélula de carga tipo barra reta (pode ser encontrada em uma balança de cozinha)
• Amplificador de célula de carga HX711

3. Exibindo:

• Tela LCD (4x20)
• Interface LCD2004 I2C

4. Derramando:

• Mini bomba d'água submersível (motor DC 3-6V)
• Transistor 2n2222 (EBC)
• Resistor 1K
• Retificador de diodo 1N4007

5. Outros:

• Placa de controle Arduino UNO R3

• Mini breadboard
• Bateria
• Fios de ligação (M / M, F / F, F / M)
• Ferro de solda

PROJETO

6. Disponível na prateleira:

• (2) Rodas + Roda Universal
• Jarra de vidro (8cm de diâmetro)
• Shot Glass (3,5 cm de diâmetro)
• Tubo de água de 9 mm
• (30) Parafusos M3x16
• (15) porcas M3x16
• (4) Parafusos M3x50
• (5) Parafusos M3x5
• (2) Parafusos M5x16

7. Peças personalizadas:

• Corte a laser em Plexiglass 3.0mm (25cm x 50cm): plataformas superior e inferior do chassi do robô, plataforma Arduino e breadboard, suporte LDC, suporte do sensor ultrassônico, plataformas superior e inferior da escala, tampa do Jar.
• Peças impressas em 3D: suporte para banco de energia

E…

MUITO ÁLCOOL !

Etapa 2: lógica e configuração

1. Navegação:

A navegação do BotTender é controlada pelos dados retirados do sensor ultrassônico que é colocado na frente do robô. Assim que o robô é conectado à fonte de alimentação, o robô começa a ler a distância até o copo e começa a se aproximar dele. Quando atinge uma determinada distância, ele para e espera que o cliente coloque o vidro na placa de célula de carga.

A comunicação entre os motores CC e o Arduino é obtida usando o IC do driver do motor L293D. Este módulo nos ajuda a controlar a velocidade e o sentido de rotação de dois motores DC. Embora a velocidade possa ser controlada usando a técnica PWM (Modulação por largura de pulso), a direção é controlada usando uma ponte-H.

Se a frequência dos pulsos aumenta, a tensão aplicada aos motores também aumenta, resultando com os motores girando as rodas mais rápido.

Informações mais detalhadas sobre como usar a ponte H para controlar motores CC podem ser encontradas aqui.

2. Peso de medição:

Lógica e circuito: Use uma célula de carga do tipo barra reta e uma placa conversora HX711ADC para amplificar o sinal recebido do sensor de peso. Conecte-os ao Arduino e à placa de ensaio conforme indicado no diagrama de circuito.

O HX711 está conectado a:

• GND: breadboard (-)
• DADOS: pino 6 RELÓGIO: pino 2
• VCC: placa de ensaio (+)
• E +: Conectado ao VERMELHO da célula de carga
• E-: Conectado ao AZUL
• A-: Conectado ao WHITE
• A +: Conectado ao BLACK
• B-: sem conexões
• B +: sem conexões

O amplificador permite que o Arduino detecte as mudanças na resistência da célula de carga. Quando a pressão é aplicada, a resistência elétrica muda em resposta à pressão aplicada.

Configuração: No nosso caso, estamos usando uma célula de micro carga (5KG). A célula de carga possui 2 orifícios na parte superior e inferior e uma seta indicando a direção da deflexão. Com a seta apontando para baixo, conecte a parte inferior da escala à plataforma superior do robô. Anexe o orifício oposto da parte superior da célula de carga à parte superior da balança.

Uma vez conectado ao Arduino, baixe a biblioteca para o amplificador HX711 na parte inferior desta página e calibre a célula de carga usando o esboço de calibração fornecido abaixo.

Baixe a biblioteca HX711:

Esboço de calibração:

3. Exibindo:

Lógica e circuito: Conecte a tela LCD (4x20) à interface I2C. Se separados, a soldagem precisa ser feita. A interfase I2C consiste em dois sinais: SCL e SDA. SCL é o sinal de clock e SDA é o sinal de dados. O I2C está conectado a:

• GND: breadboard (-)
• VCC: placa de ensaio (+)
• SDA: pino A4
• SCL: pino A5

Baixe a biblioteca IC2:

4. Derramando:

Você precisará de um transistor, um resistor de 1K e um diodo para conectar a bomba d'água ao Arduino. (Consulte o diagrama de circuito abaixo). A bomba de água é ativada quando a célula de carga lê o peso de um copo vazio. Quando o copo está cheio, a célula de carga lê o peso e desliga a bomba d'água.

Etapa 3: Diagrama de Circuito

Etapa 4: Código

Etapa 5: Design

A intenção do projeto

O objetivo principal do projeto era usar um material transparente e aumentar a presença da eletrônica. Isso não só nos ajuda a determinar os problemas no circuito mais rapidamente, mas também facilita a desmontagem, caso seja necessário consertar. Como estamos trabalhando com álcool, foi crucial para nosso projeto manter a eletrônica e o álcool o mais separados possível de uma maneira compacta. Para conseguir isso, integramos produtos prontos para uso ao nosso design personalizado. Como resultado, criamos um sistema multicamadas que mantém os componentes eletrônicos na camada inferior e eleva a área de servir a dose para a camada superior.

Peças personalizadas: corte a laser

1. Corpo

O BotTender consiste em duas camadas principais empilhadas uma sobre a outra com distância suficiente para permitir que os fios sejam conectados ao arduino e à placa de ensaio. Enquanto a camada inferior é usada principalmente para conectar os motores, roda traseira, a plataforma eletrônica e o suporte da bateria ao corpo, além de servir como base para a garrafa, a camada superior acomoda um orifício para estabilizar a garrafa e espaço suficiente para célula de carga e suas placas.

2. Placas de células de carga

As placas de célula de carga são projetadas levando em consideração o princípio de funcionamento de uma balança de cozinha. A célula de carga é anexada a uma camada superior e uma inferior de seus orifícios de parafuso. Sobre a camada superior, outra camada é colocada para indicar a fenda precisa para colocar o copo e mantê-lo no lugar.

3. Suporte de sensor ultrassônico e LCD

O suporte do LCD é projetado para manter a tela girada 45 graus do plano do solo, enquanto o suporte do sensor ultrassônico mantém o sensor perpendicular e o mais próximo possível do solo para detectar facilmente o vidro de tiro.

4. Tampa da garrafa

Projetamos uma tampa de garrafa que manteria a bebida em um ambiente fechado, mas ainda permitiria que os cabos do tubo e da bomba d'água saíssem da garrafa. A tampa tem 2 camadas: a camada superior para manter o tubo no lugar e a camada inferior para travar a tampa na garrafa e fornecer aos cabos da bomba de água acesso ao arduino. Essas duas camadas são então fixadas uma à outra usando os pequenos orifícios correspondentes nas laterais para inserir os parafusos.

Peças personalizadas: impressas em 3D

5. Detentor de banco de energiaPara nosso BotTender, decidimos usar uma fonte de energia externa: um banco de energia. Portanto, precisávamos de um porta-bateria personalizado para as dimensões do banco de potência que escolhemos. Depois de desenhar a peça em Rhinoceros, imprimimos em 3D usando PLA preto. Os orifícios dos parafusos foram então abertos com uma broca.