Сортировщик кеглей Arduino: 11 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Придирчивые любители сладостей часто обнаруживают, что тратят свое драгоценное время на сортировку своих конфет. Звучит знакомо? Вы когда-нибудь хотели построить машину, которая может сортировать за вас Skittles? Эта инструкция покажет вам, как именно это сделать. Используя Arduino, пару сервоприводов, детали, напечатанные на 3D-принтере и вырезанные лазером, а также много клея и ленты, вы можете создать свой собственный. Когда вы закончите, все, что вам нужно сделать, это бросить кегли в воронку, повернуть ручку, затем сесть, расслабиться и наслаждаться сортировкой кеглей по цвету. Сначала поговорим о материалах, которые вам понадобятся.

Шаг 1: материалы

Для этого проекта вам понадобятся 3D-принтер и лазерный резак (используйте свой собственный или используйте любой общедоступный принтер или резак, Arduino Uno с кабелем, сервопривод непрерывного вращения и сервопривод Vex 180, 15-20 перемычек, Ленивый сьюзан размером 4 на 4 дюйма, воронка (определенного типа) и акриловый клей (ссылки на все эти продукты, кроме принтера и резака, приведены ниже). Вам также может понадобиться стандартная линейка или другие измерительные инструменты. Вам также понадобится несколько программного обеспечения программы, включая Cura (для 3D-принтера Ultimaker), программное обеспечение Arduino и библиотеку датчиков Adafruit, Adobe Illustrator (или любую программу, которая может изменять файлы DXF для лазерного резака) и Fusion 360 (если вы хотите изменить файлы STL).

Arduino Uno -

USB-кабель Arduino -

Сервопривод непрерывного вращения -

Сервопривод Vex 180 -

Ленивая Сьюзан 4x4 -

Воронка -

Акриловый клей -

Библиотека датчиков RGB -

Шаг 2: Создание физических компонентов

Следующим шагом будет лазерная резка и 3D-печать ваших деталей. Используя прикрепленные файлы, вы будете использовать свой лазерный резак для резки двух боковых опорных частей, желоба, опорных частей сервопривода, базовой части розетки, базовых частей машины (две копии Base1 и одна копия Base2) и два стопорных кольца. Затем вы будете использовать свой 3D-принтер для печати механизма жевательной резинки, люка, сортировочной камеры, крышки для сортировочной камеры и опорной плиты для сортировочной камеры. Печать займет несколько дней, поэтому обязательно выделите время для этого.

Шаг 3: соберите желоб

После того, как вы вырежете и распечатаете все детали, самое время приступить к сборке. Начните с нанесения клея на зазоры в канавках на одной стороне дна желоба (рис. 3А). Затем нажмите и удерживайте эту деталь в прорезях на одной из вертикальных опор (Рисунок 3B). Убедитесь, что узкий конец желоба находится на коротком конце вертикальной опоры. Затем повторите то же самое с другой стороной дна желоба и другой вертикальной опорой.

Шаг 4: Соберите корпус розетки сервопривода

Пока эти детали высыхают, собирайте корпус сервопривода розетки. Начните с продевания винтов через край ленивого сьюзана в верхнюю часть корпуса сервопривода розетки (рис. 4A). Затем вставьте гайки в два Т-образных соединения на каждой из боковых частей корпуса сервопривода розетки (Рисунок 4B) и удерживайте их в неподвижном состоянии, ввинчивая в них винты. После этого вставьте сервопривод непрерывного вращения в прямоугольное отверстие в верхней части и прикрутите его, используя отверстия для винтов и винты, которые поставляются с сервоприводом. На рис. 4D показано, как должен выглядеть весь блок сортировочной камеры в собранном виде.

Шаг 5: соберите основание сортировочной камеры

После того, как сервопривод гнезда вкручен в его корпус, прикрепите прилагаемый рог сервопривода (тот, который выглядит как X, как показано на рисунке 5A). Затем прикрутите верхний край к основанию камеры (рис. 5B) в верхний край ленивой сьюзан (головка винта должна находиться под верхним краем ленивой сьюзан). На рис. 5С показаны готовые основание сортировочной камеры и корпус приемника.

*****ВАЖНЫЕ ЗАМЕТКИ)*****

Будьте осторожны, не затягивайте основание камеры слишком сильно. Затяните гайки только так, чтобы он оставался на месте. Кроме того, при завинчивании основания камеры убедитесь, что рупор сервопривода входит в выемку на дне основания.

Шаг 6: соберите подвижную пластину

Затем соберите подвижную пластину механизма жевательной резинки. Возьмитесь за ручку и приклейте ее к подвижной пластине, убедившись, что направление ручки совпадает с отверстием. Также убедитесь, что квадратная форма ручки соответствует квадратному выступу на подвижной пластине. Затем вставьте крошечный винт в отверстие на ручке, чтобы он действовал как фактическая часть ручки (чтобы пользователи могли хвататься за нее, чтобы вращать пластину). Подвижная пластина готова (рис. 6А).

Шаг 7: соберите диспенсер для кегли

После сборки блока сортировочной камеры, лотка и подвижной пластины следующим шагом является сборка блока выдачи кегли. Сначала вы получите неподвижную пластину механизма жевательной резинки, которую напечатали на 3D-принтере, и приклеите ее к отверстию воронки. Убедитесь, что воронка помещается внутрь тарелки, чтобы создать «оболочку» для устья воронки. Важно, чтобы отверстие в пластине совпадало с ручкой воронки. Так пользователям будет легче узнать, когда упадет кегля. Затем поместите подвижную пластину механизма жевательной резинки внутри воронки поверх неподвижной пластины. Наконец, приклейте два стопорных кольца к воронке прямо над движущейся пластиной, чтобы пластина не поднималась, когда вы ее вращаете. Как только все это будет сделано, у вас должен быть рабочий дозатор (рис. 7А). Теперь вы прикрепите этот дозатор к верхней части желоба. Выровняйте дозатор так, чтобы отверстие находилось над желобом (убедитесь, что кегля действительно приземлится в желоб). Как только у вас будет подходящее положение, слегка приподнимите дозатор и нанесите клей на опоры желоба, где будет проходить дозатор. Держите дозатор на этом месте, пока клей не высохнет.

*****ВАЖНЫЕ ЗАМЕТКИ)*****

У этого дозатора есть небольшой недостаток. Отверстие на подвижной пластине совмещено с ручкой подвижной пластины, а отверстие в неподвижной пластине совмещено с ручкой воронки. Когда вы раздаете кеглю, быстро вращайте эти отверстия, чтобы одна кегля успела упасть. Если делать это слишком медленно, сразу упадет несколько кеглей.

Шаг 8: механизм люка

Вставьте напечатанный на 3D-принтере элемент люка в сервопривод люка (непостоянный). Тщательно совместите часть люка с концом желоба, убедившись, что между концом желоба и частью люка почти нет места. Отметьте маркером или ручкой, где сервопривод должен быть прикреплен к вертикальной опоре, чтобы сохранить положение люка. Затем с помощью клея или ленты (в зависимости от того, хотите ли вы снимать сервопривод) прикрепите сервопривод к вертикальной опоре. На рисунке 8A показано, как это должно выглядеть.

Шаг 9: Схема

Припаяйте контакты к монтажной плате датчика цвета в соответствии с инструкциями Adafruit (https://learn.adafruit.com/adafruit-color-sensors/assembly-and-wiring). Затем приклейте датчик цвета к нижней стороне дна лотка на узком конце, убедившись, что отверстия для винтов немного совпадают с краем лотка (Рисунок 9A). После этого прикрутите Arduino Uno к той стороне вертикальной опоры, которая имеет отверстия для винтов. Наконец, используйте перемычки и макетную плату для подключения Arduino, цветных датчиков и сервоприводов, как показано на рисунке 9B.

Шаг 10: проверьте датчик RGB

Загрузите прикрепленный файл с кодом и откройте его в программе Arduino. Прежде чем использовать основную программу, откройте программу проверки цвета. Цифры для каждого цвета различаются в зависимости от освещения в окружающей вас среде. Используйте эту программу тестирования, чтобы увидеть номера R, G и B для каждого цвета. Обязательно записывайте эти числа как интервалы. Например, если после нескольких попыток вы увидите, что значение R для желтого почти всегда превышает 6000, вы можете запомнить его как> 6000. Для большей надежности вы можете ограничить этот интервал, например от 6000-8000 (это может быть неправильная цифра). Запомните закрытый интервал как> 6000 и <8000. Эти числа будут использованы позже. После того, как вы записали значения для каждого цвета, откройте основную программу. Прокрутите до функции sortColor (). В этой функции вы увидите несколько операторов if, определяющих значения R, G и B выходных сигналов датчика. Вы увидите в каждом утверждении печать («ЦВЕТНАЯ Кегелька / n»). Это поможет вам узнать, какое утверждение соответствует какому цвету. Замените rd, grn и blu в каждом операторе if на правильные значения, которые вы нашли ранее. Это должно заставить программу работать с определенным освещением окружающей вас среды во время тестирования.

github.iu.edu/epbower/CandySorter

Шаг 11: Заключительный шаг: запустите основную программу

После того, как вы построили машину и обновили значения для датчика RGB, вы готовы к запуску программы. Подключите Arduino к USB-порту вашего компьютера. На Arduino должна загореться лампочка. При открытой основной программе скомпилируйте код, щелкнув галочку в верхнем левом углу окна. Это гарантирует отсутствие ошибок в коде. Если есть, внизу экрана появится предупреждающее сообщение с информацией об ошибке. Если все в порядке, он скажет, что компиляция завершена. Как только это будет сделано, загрузите программу в Arduino, щелкнув стрелку рядом с галочкой. Как только вы нажмете на нее, Arduino автоматически начнет управлять машиной. Обратите внимание, что единственный способ остановить Arduino - это либо отключить кабель от компьютера, либо нажать кнопку сброса на Arduino. Если вы нажмете кнопку сброса, вам нужно будет повторно загрузить код в Arduino. Если вы просто отключите питание, он сразу же начнет работать, как только снова будет подключен к источнику питания.