Süßigkeiten-Bot - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Dieses instructable wurde in Erfüllung der Projektanforderung des Makecourse an der University of South Florida (www.makecourse.com) erstellt.

Der Candy Bot ist ein kleiner Süßigkeitenspender in Desktop-Größe, der einen Arduino Uno, einen LCD-Bildschirm, einen Abstandssensor und einen Schrittmotor verwendet, um kleine Mengen Süßigkeiten auszugeben, ohne dass irgendwelche Tasten gedrückt werden müssen.

Die Maschine funktioniert, indem sie eine Portion Süßigkeiten ausgibt, wenn eine Hand oder eine Tasse unter den Überstand gelegt wird, während Statusmeldungen auf dem LCD-Bildschirm angezeigt werden.

Lieferungen

Arduino Uno

I2C 16x2 LCD-Bildschirm

Ultraschall-Abstandssensormodul HC-SR04

ULN2003 5V Schrittmotor + ULN2003 Treiberplatine für Arduino

3D-Druckerzugang und Filament

USB-A-zu-B-Kabel

Verschiedene Überbrückungsdrähte

Buchse zu Stecker Überbrückungsdrähte

Lötfreie Breadboard-Stromschiene

Sekundenkleber

Isolierband

Schleifpapier (verschiedene Körnung)

Rust-Oleum Kreidefarbe/Grundierungsmischung

Verschiedene Acrylfarben zur Dekoration (persönliche Präferenz)

Blaues Malerband

Schritt 1: 3D-Modellierung

Dieses Projekt basiert hauptsächlich auf 3D-Modellen, die mit Autodesk Inventor erstellt wurden. Es sind insgesamt 5 Drucke erforderlich, um dieses Projekt abzuschließen:

1) Basisabschnitt - Dieser Druck dient als Grundlage des Projekts. Es enthält eine Aussparung zum Halten des Arduino-Boards, ein Loch zum Sichern des Stromkabels und Stifte, um die Basis am oberen Teil zu befestigen.

2) Oberer Abschnitt - Auf diesem Druck sind alle Komponenten montiert. Der LCD-Bildschirm passt genau in das vordere Loch, der Abstandssensor passt in die beiden nach unten weisenden Löcher und der Schrittmotor rastet in den Haupthohlraumlöchern ein, wo er mit dem Rotor verbunden wird. Die Zapfenlöcher werden verwendet, um das Basisteil am oberen Teil zu befestigen und können auch modifiziert werden, um eine Halterung für den Deckel zu enthalten.

3) Rotor - Dieser Druck ist am Schrittmotor befestigt und wird verwendet, um die Süßigkeiten auszugeben. Seine gebogenen Klingenkanten werden verwendet, um ein Verklemmen des Systems zu verhindern und gleichzeitig eine reibungslose Abgabe zu gewährleisten.

4) Deckel - Dieser Aufdruck wird verwendet, um den oberen Abschnitt zu verschließen und bietet einen Schuss, um Süßigkeiten für die zukünftige Ausgabe zu halten.

5) Kappe - Dieses Kleingedruckte wird verwendet, um das Eindringen von Staub oder Schmutz in den Behälter auf dem Deckel zu verhindern.

Beim Entwerfen dieser Komponenten wollte ich sicherstellen, dass alles in sich geschlossen ist, sodass die Hohlräume groß genug sein mussten, um alle elektrischen Komponenten aufzunehmen und Süßigkeiten auszugeben. Die Hauptabmessungen betragen ungefähr 5 x 5 Zoll, da dies bei den meisten 3D-Druckern die größte Größe ist. Der LCD-Bildschirm musste hoch oben sein, damit jeder, der ihn benutzte, ihn leicht lesen konnte. Der Abstandssensor befand sich ursprünglich im Sockel, wurde jedoch in den oberen Bereich verlegt, um den 3D-Druck zu erleichtern und sicherzustellen, dass keine falschen Messwerte auftreten, wenn sich jemand vor der Maschine bewegt. Der Deckel hatte ursprünglich einen abnehmbaren Süßigkeitenhalter, der jedoch dauerhafter eingebaut wurde, um ein Durcheinander zu verhindern, wenn sich der Behälter löste, während sich die Süßigkeiten noch darin befanden, und um das Drucken zu beschleunigen. Der Rotor hatte ursprünglich 8 Blätter, wurde aber auf 4 reduziert, um eine effizientere Ausgabe von Süßigkeiten zu gewährleisten.

Möglicherweise möchten Sie diese Dateien an Ihre spezifischen Teile oder Wünsche anpassen.

(Dateien wurden aufgrund eines internen Serverfehlers nicht ordnungsgemäß in Instructable hochgeladen - werden in Zukunft bearbeitet)

Schritt 2: 3D-Druck

Sobald Sie mit Ihren Dateien zufrieden sind, ist es an der Zeit, jede Datei in 3D zu drucken.

Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen Einstellungen für Ihren Drucker verwenden, um reibungslose und gleichmäßige Drucke zu gewährleisten. Möglicherweise müssen Sie automatisch generierte Stützen einschließen, um sicherzustellen, dass Löcher wie der USB-Anschluss und der LCD-Bildschirm ordnungsgemäß gedruckt werden.

Um zu überprüfen, ob die Drucke richtig ausgegeben wurden, stellen Sie sicher, dass jede Komponente genau in den richtigen Steckplatz passt und die Stifte fest zusammenpassen. Bei Problemen mit diesen müssen Sie möglicherweise Ihre Einstellungen überprüfen und erneut drucken.

Schritt 3: Abbrechen von 3D-Unterstützungen

Stellen Sie sicher, dass Sie ein Werkzeug oder eine Spitzhacke verwenden, um alle 3D-Stützen, die Sie gedruckt haben, auseinanderzubrechen! Diese befinden sich hauptsächlich im USB-Kabelloch an der Basis und im LCD-Bildschirmschlitz am oberen Abschnitt.

Schritt 4: Sand zur Vorbereitung der Farbe

Um sicherzustellen, dass die Farbe richtig aufgetragen wird, verwenden Sie eine Vielzahl von Schleifpapier, um die Außenseiten jedes Drucks leicht zu schleifen. Stellen Sie sicher, dass Sie nicht zu viel an den Stellen schleifen, an denen die Komponenten passen, um den festen Sitz zu gewährleisten. SCHLEIFEN SIE NICHT DIE STÖCKE ODER STÖRUNGSLÖCHER.

Schritt 5: Malen und dekorieren

Als nächstes verwenden Sie blaues Klebeband, um Abschnitte Ihrer Drucke abzukleben, die die Teile wie die Zapfen und Zapfenlöcher sowie die Löcher für die Rotorwelle miteinander verbinden. Achten Sie auch darauf, die Bereiche abzukleben, die mit Süßigkeiten in Berührung kommen, wie den Süßigkeitenhalter am Deckel oder den Schaft im oberen Teil.

Es ist an der Zeit, Ihre Drucke nach draußen zu bringen und eine Abdeckung zu erstellen, um die Sprühfarbe zu verwenden. Ich würde empfehlen, den Boden mit einem Müllsack oder mit einer Vielzahl von Einkaufstüten abzudecken. Tragen Sie einige Farbschichten mit der Sprühdose auf, während Sie die Drucke zwischen den Schichten drehen, um sicherzustellen, dass jeder Abschnitt vollständig bedeckt ist.

Sobald die Sprühfarbe getrocknet ist, können Sie die Außenseite der Maschine mit beliebiger zusätzlicher Farbe dekorieren. Dieser ist mit Zeichnungen von M&Ms sowie allgemeinen Süßigkeiten verziert, da er hauptsächlich Mini-M&Ms ausgibt.

Nachdem Sie mit dem Malen fertig sind, entfernen Sie das blaue Malerband und fahren Sie mit dem nächsten Abschnitt fort.

Schritt 6: Erster Montageschritt

Tragen Sie Sekundenkleber auf die Zapfen am Basisteil auf und befestigen Sie dann den oberen Teil. Fügen Sie zusätzlichen Sekundenkleber von oben in die Löcher ein, um einen festen Sitz zu gewährleisten. Legen Sie etwas Schweres wie die Rolle Malerband oben auf den oberen Abschnitt, um Druck auszuüben, während der Kleber aushärtet. Während Sie darauf warten, dass der Kleber getrocknet ist, fahren Sie mit dem nächsten Abschnitt fort.

Schritt 7: Elektrische Montage

Als nächstes verbinden Sie alle Komponenten mit dem Arduino Uno Board. Folgen Sie diesem groben Schema für eine einfache Anleitung. Beginnen Sie mit dem Anbringen des Motorcontrollers an der Platine (Pins 2-5) und verwenden Sie dann die Buchse zu Stecker (F2M), um den Controller an die Strom- und Erdungsschiene anzuschließen. Verbinden Sie dann den Motor mit der Steuerung. Als nächstes verbinden Sie mit weiteren F2M-Anschlüssen den Distanzsensor an Power / Ground sowie Trigger an Pin 13 und Echo an Pin 12. Schliessen Sie das LCD-Display an Power / Ground und die beiden anderen Pins an die I2C-Ports des Arduino an. Nach Fertigstellung sollte die Elektromontage wie im Beispiel aussehen.

Verwenden Sie Isolierband, um lose Verbindungen zu sichern und die Stromschiene des Steckbretts zu sichern.

Schritt 8: USB-Kabel hinzufügen

Drücken Sie das USB-Kabel aus dem hinteren Loch im Basisteil, indem Sie die flache Seite durch das Loch führen. Dadurch wird die Baugruppe für das Hinzufügen der nächsten elektrischen Bits vorbereitet.

Schritt 9: Rotor installieren

Schieben Sie den Rotor in den Haupthohlraum mit dem Rotorstift nach links (Abstandslöcher unten & Platinenhohlraum oben) und dann nach links in das Rotorschlitzloch. Bringen Sie den Schrittmotor an, indem Sie ihn durch das rechte Loch einschieben, um den Rotor und den Motor zu arretieren. Bei richtiger Passung sollte sich der Schrittmotor nach dem Einrasten des Rotors nicht bewegen.

Schritt 10: Komponenten und Eingangsplatine installieren

Schieben Sie den LCD-Bildschirm in die richtige Aussparung und lassen Sie dann den Abstandssensor in die beiden Überhanglöcher fallen.

Verbinden Sie das USB-Kabel mit dem Arduino Board und ziehen Sie dann das Kabel aus dem äußeren Loch, um das Board in den Hohlraum zu schieben.

Verbringen Sie einige Zeit mit dem Kabelmanagement und fügen Sie dann den Deckel hinzu.

Schritt 11: Programm mit Laptop

Stecken Sie das USB-Kabel in einen Laptop und programmieren Sie dann das Arduino. Das Programm gliedert sich in vier Hauptabschnitte mit zwei internen Funktionen, auf die verwiesen wird:

1) Variablenerstellung - Wird verwendet, um Variablen und Instanzen für den LCD-Bildschirm, die an den Bildschirm gesendeten Nachrichten, Variablen zum Ermitteln des Abstands unter dem Überhang und eine Instanz des Schrittmotors zu erstellen.

2) Einrichtungsfunktion - Wird verwendet, um die serielle Kommunikation zu starten, das LCD zu initialisieren, den Pin-Modus für die Distanzsensor-Pins einzurichten, die Geschwindigkeit für den Schrittmotor einzustellen und die Startphrase anzuzeigen

3) Hauptschleife

- Punkt 1: Schreibt die erste Nachricht auf das LCD und prüft, ob sich eine Hand unter dem Überhang befindet. Sobald sich eine Hand unter dem Überhang befindet, bewegt sie sich zu Punkt 2.

- Punkt 2: Schreibt die Ausgabemeldung auf das LCD und dreht den Stepper eine halbe Umdrehung für eine Portion. Sobald dies abgeschlossen ist, wird die Freudennachricht angezeigt und dann zu Punkt 3 übergegangen.

- Punkt 3: Überprüft den Sensor, bis sich nichts unter dem Überstand befindet und kehrt dann zu Punkt 1 zurück. Dies soll sicherstellen, dass die Maschine nicht versehentlich einfach weiter dosiert, wenn etwas unter dem Überstand zurückbleibt.

4) Funktionsabschnitt - Wird verwendet, um Meldungen auf den LCD-Bildschirm zu schreiben und einen Wert für den Abstand unter dem Überhang zu erhalten. Dieser Abschnitt enthält Referenzen während der Hauptschleife, wird aber auch während des anfänglichen Setups referenziert.

Schritt 12: Viel Spaß

Stellen Sie den Candy Bot dort auf, wo Sie möchten, und legen Sie dann Süßigkeiten oben in die Maschine. Ich würde Mini-M&Ms empfehlen.

Genießen! Vielen Dank fürs Lesen.