Barra Automatizada: 7 Passos

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

Este projeto visa produzir um sistema de venda automática de bebidas automatizado de baixo custo para uso em aplicações comerciais e de consumo sofisticado. Os sistemas tradicionais de automação de barras utilizam servo motores e grandes trilhos rígidos com plataformas acionadas por correia. Embora sejam um projeto incrível para qualquer pessoa, esses sistemas podem ter um custo proibitivo, então desenvolvemos um design mais acessível e amigável para o fabricante.

Recursos

• Escalável para qualquer variedade de bebidas espirituosas / misturador
• Integração da API do Google para pedidos de voz
• Extenso banco de dados rastreado de receitas

Hardware

• Raspberry Pi 3 Modelo B
• Estrutura de extrusão de alumínio de baixo custo
• Acessórios PLA impressos em 3D
• Servo atuadores 9g

Etapa 1: Lista de peças e recursos

Os requisitos de hardware foram abstraídos e pré-projetados para você. No entanto, você ainda precisa acessar alguns recursos que nem sempre são facilmente acessíveis.

Você precisará de acesso a:

• impressora 3d
• Dremel ou serra de fita
• Ferro de solda

Nota: As seguintes peças e preços estão todos em £ GBP e os sites podem ser centrados no Reino Unido, no entanto, essas peças estão facilmente disponíveis na maioria das áreas. Alguns dos materiais serão mais baratos se encomendados da China

Componentes da Estrutura

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: £ 18,32 - CaterSpeed / Alibaba
• 5 metros x tubo de PVC (6 mm x 8 mm): £ 5,29 - ebay
• 20 x Extrusão 90 ° Suportes: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T-Nut: £ 3,36 - ebay
• 20 x M5 10 mm: £ 3,39 - ebay
• Fio rígido: £ 1,49 - ebay
• 4 metros x extrusão de alumínio (20 mm x 20 mm): £ 22.96 -RS

• 1 x sensor GP2Y0D805Z0F, distância, 50 mm, digital: £ 3,14 - Farnell

Componentes eletrônicos

• 1 x 1 kg Célula de carga: £ 2,21 - Amazon
• 8 x Micro Servo: £ 11,25 - ebay
• 1 x sensor de proximidade - sensor GP2Y0D805Z0F, distância, 50 mm, digital: £ 3,14 - Farnell
• Componentes de pequena escala podem ser encontrados aqui.

Etapa 2: Eletrônicos e PCB

Esquemas completos de PCB, fotomáscaras e BOMs estão disponíveis na comunidade Altium CircuitMaker aqui.

As placas finais são de 2 camadas, <100x100mm, e podem ser obtidas por US $ 0,20 a peça por meio do serviço de prototipagem da JLCPCB.

O quadro preenchido forneceu os seguintes recursos principais:

• 8 canais servo
• 1x entrada de amplificador de célula de carga
• 1x entrada de sensor de proximidade digital
• 2 pinos de depuração GPIO com LEDs

Para desenvolvimento futuro, almofadas também foram fornecidas para:

• 8x canais servo adicionais
• 4x entradas ADC de uso geral
• 1x canal amplificador de célula de carga sobressalente
• 2x acionadores de solenóide opto-isolados com trilho de 12V

Etapa 3: Impressão 3D

Existem 4 partes diferentes que precisam ser impressas.

• Servo montagens
• Clipes óticos
• Suporte do sensor de proximidade
• Suportes para tubos de PVC

Oito montagens e clipes de servo, um sensor de proximidade e dois suportes de tubo precisam ser impressos. Os arquivos estão disponíveis aqui.

O sistema dispensador opera através de um servo de 9g montado em cada ótica, com uma haste de metal conectando-o à base do êmbolo. Conforme o servo gira, o mecanismo do êmbolo é puxado para cima, fechando a linha de enchimento para a garrafa, abrindo a linha do dispensador e permitindo o retorno do ar por meio de um elemento suspenso dentro da óptica.

Tubos de PVC de qualidade alimentar saem de cada ótica e são mantidos centralmente acima do receptáculo pelos dois componentes de alinhamento.

Atrás da célula de carga está um sensor de proximidade digital, que fornece detecção de um copo na placa, mantido na posição por uma montagem impressa deslizante na extrusão.

Peças do Inventor e arquivos de montagem são fornecidos, com modelos STL adicionais para componentes impressos. Desenhos técnicos para peças-chave também estão incluídos e também podem ser derivados dos documentos do inventor em escala mm.

Etapa 4: Quadro

1. Corte a extrusão em segmentos (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Monte em um cubóide usando os suportes de 90 graus e porcas em T nas junções de 90 graus. Use as seções de 400 mm como postes verticais, deixando uma das seções de 300 mm livre como mostrado.

3. Conecte a peça de 15 mm ao centro da seção transversal inferior das costas.

4. Fixe o sensor de proximidade impresso em 3D e o porta-copos na seção de 15 mm, conforme mostrado.

5. Epoxy a placa para a célula de carga e aparafusar ao final da seção de 15 mm usando as porcas em T e os parafusos M5 de 20 mm.

Etapa 5: Óptica

Para que a ótica seja operada pelos servos, a mola principal precisa ser removida.

1. Remova o invólucro de plástico e a mola grande da seção inferior da ótica.

2. Anexe as peças e servos impressos em 3D conforme mostrado.

3. Conecte os servos na base do êmbolo, através dos furos no braço do servo e na parte impressa, utilizando o fio rígido.

4. Prenda a ótica nos suportes e prenda-os na estrutura com espaçamento uniforme para evitar cargas desiguais.

Etapa 6: Software

Todo o software necessário para este projeto está disponível em nosso github.

O software consiste em duas seções principais: o servidor e o firmware. Firmware é o código-fonte c ++ que compila para um objeto compartilhado que contém a lógica de barra automatizada e interage com a célula de carga (HX711), servos e sensor de proximidade. O diretório do servidor contém um servidor da web python que importa o objeto compartilhado como um módulo, uma vez que recebe um webhook de dialogflow, ele posteriormente analisa e acessa o comportamento desejado por meio da vinculação.

Lógica e Comportamento

O comportamento da barra automatizada pode ser representado como uma máquina de estado mostrada acima. Uma vez que o copo foi colocado, a máquina está pronta para um pedido, uma vez recebida, ela começará a dispensar. Quando concluído, ele voltará ao estado de pronto para outra bebida e se o copo for removido, ele voltará a aguardar para ser colocado. A detecção do copo é feita pelo sensor de proximidade que retorna um valor booleano dependendo se lê alto ou baixo ou não. A dispensação é monitorada pelo sensor de peso; assim que o servidor web python recebe um pedido, ele calcula o peso necessário para dispensar do volume necessário e uma tabela de pesquisa de densidade. Os servos mapeados para aquela bebida são então encontrados e subsequentemente acionados até que o peso seja compatível. Depois de concluído o, o servidor retorna uma resposta ao fluxo de diálogo indicando ao usuário que sua bebida está pronta.

Etapa 7: Ajuda e problemas

Esperamos que você tenha gostado do nosso guia e adoraríamos saber se você decidir construí-lo sozinho! Se você tiver qualquer problema, sinta-se à vontade para deixar um comentário abaixo e ficaremos felizes em ajudá-lo.

A funcionalidade extra na placa deve permitir que você expanda seu sistema para até 16 componentes de bebida diferentes, bem como adicionar uma série de outros atuadores mecânicos ou sensores. Alternativamente, sinta-se à vontade para bifurcar nossos arquivos de design de hardware ou software e adicionar suas próprias idéias! Adoraríamos ver o que a comunidade pode fazer com isso.

Obrigado por reservar um tempo para ler isso na íntegra e desejamos a você tudo de bom com seu próprio projeto: Eddy, Joe e Pete.