Candy Bot: 12 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Это руководство было создано во исполнение требований проекта Makecourse в Университете Южной Флориды (www.makecourse.com).

Candy Bot - это небольшой дозатор конфет размером с настольный компьютер, который использует Arduino Uno, ЖК-экран, датчик расстояния и шаговый двигатель для выдачи небольшого количества конфет без необходимости нажимать какие-либо кнопки.

Машина работает, выдавая порцию конфет, когда рука или чашка помещаются под выступ, а сообщения о состоянии отображаются на ЖК-экране.

Запасы

Ардуино Уно

ЖК-экран I2C 16x2

Модуль ультразвукового датчика расстояния HC-SR04

Шаговый двигатель ULN2003 5V + плата драйвера ULN2003 для Arduino

Доступ к 3D-принтеру и нить

Кабель USB A - B

Различные перемычки

Провода перемычки между мужчинами и женщинами

Шина питания для макетных плат без пайки

Супер клей

Электроизоляционная лента

Наждачная бумага (разная зернистость)

Мелованная краска / грунтовка Rust-Oleum

Различные акриловые краски для украшения (личные предпочтения)

Лента Blue Painters

Шаг 1: 3D-моделирование

Этот проект основан в основном на 3D-моделях, созданных с помощью Autodesk Inventor. Всего для выполнения этого проекта необходимо 5 отпечатков:

1) Базовый раздел - этот принт служит основой проекта. Он включает в себя полость для крепления платы Arduino, отверстие для крепления кабеля питания и штифты для крепления основания к верхней части.

2) Верхняя секция - на этом отпечатке смонтированы все компоненты. ЖК-экран плотно войдет в переднее отверстие, датчик расстояния войдет в два отверстия, обращенных вниз, а шаговый двигатель зафиксируется в основных отверстиях полости, где он будет соединяться с ротором. Отверстия для штифтов используются для крепления базовой части к верхней части и могут быть изменены, чтобы также включить крепление для крышки.

3) Ротор - это то, что прикреплено к шаговому двигателю и используется для выдачи конфет. Его изогнутые края лезвия используются для предотвращения заклинивания системы, обеспечивая плавное дозирование.

4) Крышка - этот принт используется для закрытия верхней секции и служит для удержания конфет для раздачи в будущем.

5) Крышка - этот мелкий шрифт используется для предотвращения попадания пыли или мусора в контейнер на крышке.

При разработке этих компонентов я хотел убедиться, что все может быть автономным, поэтому полости должны быть достаточно большими, чтобы удерживать все электрические компоненты, а также раздавать конфеты. Основные размеры составляют примерно 5x5 дюймов, потому что это самый большой размер для большинства 3D-принтеров. ЖК-экран должен был располагаться высоко, чтобы любой пользователь мог легко его прочитать. Изначально датчик расстояния находился в основании, но он был перемещен в верхнюю часть, чтобы упростить 3D-печать и убедиться, что не было неправильных показаний, когда кто-то двигался перед машиной. Изначально на крышке был съемный держатель для конфет, но он был включен более надежным способом, чтобы предотвратить беспорядок в случае отсоединения контейнера, когда леденец все еще был внутри, а также для ускорения печати. Изначально ротор имел 8 лопастей, но был уменьшен до 4, чтобы обеспечить более эффективную раздачу конфет.

Вы можете настроить эти файлы в соответствии с вашими конкретными частями или желаниями.

(Файлы не загружались в Instructable должным образом из-за внутренней ошибки сервера - будут редактироваться в будущем)

Шаг 2: 3D-печать

Как только вы будете удовлетворены своими файлами, самое время для 3D-печати каждого файла.

Убедитесь, что вы используете правильные настройки для вашего принтера, чтобы обеспечить гладкую и ровную печать. Возможно, вам потребуется включить автоматически сгенерированные опоры, чтобы обеспечить правильную печать таких отверстий, как порт USB и ЖК-экран.

Чтобы убедиться, что отпечатки вышли правильно, убедитесь, что каждый компонент плотно вставлен в соответствующий слот, а штифты плотно прилегают друг к другу. Если есть проблемы с любым из них, вам может потребоваться проверить свои настройки и распечатать их снова.

Шаг 3. Прекращение поддержки 3D

Обязательно используйте инструмент или кирку, чтобы сломать все распечатанные вами 3D-опоры! В основном они будут находиться в отверстии для USB-кабеля на основании и в слоте для ЖК-экрана в верхней части.

Шаг 4: отшлифуйте, чтобы подготовиться к покраске

Чтобы убедиться, что краска нанесена правильно, используйте различные наждачные бумаги, чтобы слегка отшлифовать внешние стороны каждого отпечатка. Следите за тем, чтобы не шлифовать слишком много участков, в которые будут входить компоненты, чтобы обеспечить плотное прилегание. ЗАПРЕЩАЕТСЯ ШЛИФОВАТЬ КОЛОДКИ ИЛИ ОТВЕРСТИЯ ДЛЯ ЧАСОВ.

Шаг 5: Нарисуйте и украсьте

Затем используйте синюю ленту, чтобы скотчем скотчем части ваших отпечатков, которые соединяют части вместе, такие как колышки и отверстия для колышков, а также отверстия для вала ротора. Также обязательно заклейте изолентой области, которые будут соприкасаться с конфетами, например, держатель конфет на крышке или стержень в верхней части.

Пришло время вынести отпечатки на улицу и нанести краску из спрея. Я бы порекомендовал накрыть землю мешком для мусора или различными пакетами для продуктов. Нанесите несколько слоев краски с помощью баллончика с краской, переворачивая отпечатки между слоями, чтобы убедиться, что каждая секция полностью покрыта.

Когда аэрозольная краска высохнет, вы можете украсить машину любой дополнительной краской по своему усмотрению. Этот украшен рисунками M & Ms, а также обычными конфетами, так как он в основном раздает мини-M & Ms.

После того, как вы закончите рисовать, снимите синюю малярную ленту и переходите к следующему разделу.

Шаг 6: Первый этап сборки

Нанесите суперклей на штифты базовой секции, затем прикрепите верхнюю секцию. Добавьте дополнительный суперклей в отверстия сверху, чтобы обеспечить плотное прилегание. Положите что-нибудь тяжелое, например рулон малярной ленты, на верхнюю часть, чтобы оказать давление, пока клей схватывается. Дождавшись высыхания клея, переходите к следующему разделу.

Шаг 7: Электрическая сборка

Затем начните подключать все компоненты к плате Arduino Uno. Следуйте этой приблизительной схеме, чтобы получить простое руководство. Начните с прикрепления контроллера мотора к плате (контакты 2–5), затем используйте разъемы «мама-папа» (F2M) для подключения контроллера к шине питания и заземления. Затем подключите мотор к контроллеру. Затем, используя дополнительные разъемы F2M, подключите датчик расстояния к питанию / заземлению, а также триггер к контакту 13 и эхо к контакту 12. Наконец, подключите ЖК-дисплей к питанию / заземлению, а два других контакта - к портам I2C на Arduino.. После завершения электрическая сборка должна выглядеть как на примере.

Используйте изоленту, чтобы зафиксировать все незакрепленные соединения и закрепить шину питания макетной платы.

Шаг 8: Добавьте USB-кабель

Вытолкните USB-кабель из заднего отверстия в базовой секции, пропустив его плоской стороной через отверстие. Это подготовит сборку для добавления следующих электрических битов.

Шаг 9: Установите ротор

Вставьте ротор в основную полость так, чтобы штифт ротора был обращен влево (отверстия для расстояния внизу и полость на плате вверху), а затем оставьте в отверстии для паза ротора. Присоедините шаговый двигатель, вставив его через правое отверстие, чтобы зафиксировать ротор и двигатель на месте. Если посадка правильная, шаговый двигатель не должен двигаться после блокировки ротора.

Шаг 10: Установите компоненты и плату ввода

Вставьте ЖК-экран в соответствующий вырез, затем опустите датчик расстояния в два выступающих отверстия.

Подключите USB-кабель к плате Arduino, затем вытяните кабель из внешнего отверстия, чтобы вставить плату в гнездо.

Потратьте некоторое время на организацию кабелей, затем добавьте крышку.

Шаг 11: Программирование с использованием ноутбука

Подключите USB-кабель к ноутбуку, затем запрограммируйте Arduino. Программа разделена на четыре основных раздела с двумя внутренними функциями, на которые имеются ссылки:

1) Создание переменной - используется для создания переменных и экземпляров для ЖК-экрана, сообщений, отправляемых на экран, переменных, используемых для определения расстояния под выступом, и экземпляра шагового двигателя.

2) Функция настройки - используется для запуска последовательной связи, инициализации ЖК-дисплея, настройки режима вывода для контактов датчика расстояния, установки скорости для шагового двигателя и отображения фразы загрузки.

3) Основной цикл

- Пункт 1: записывает первое сообщение на ЖК-дисплей и проверяет, находится ли рука под выступом. Как только под свесом окажется рука, она переместится в Точку 2.

- Пункт 2: записывает сообщение о дозировании на ЖК-дисплей и вращает шаговый двигатель на половину оборота для одной порции. По завершении отображает сообщение об удовольствии, а затем переходит к пункту 3.

- Пункт 3: проверяет датчик до тех пор, пока под выступом ничего не останется, затем возвращается к пункту 1. Это необходимо для того, чтобы машина случайно не продолжила дозирование, если что-то осталось под выступом.

4) Функциональная секция - используется для вывода сообщений на ЖК-экран и получения значения расстояния под выступом. В этом разделе содержатся ссылки во время основного цикла, но также на него ссылаются во время начальной настройки.

Шаг 12: Наслаждайтесь

Установите Candy Bot в любом месте, а затем положите немного конфет в верхнюю часть машины. Я бы порекомендовал mini m & ms.

Наслаждаться! Спасибо за чтение.