Automatisierte Bar - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses Projekt zielt darauf ab, ein kostengünstiges automatisiertes Getränkeverkaufssystem für den Einsatz in High-End-Verbraucher- und kommerziellen Anwendungen zu entwickeln. Herkömmliche Systeme in der Stangenautomatisierung verwenden Servomotoren und große steife Schienen mit riemengetriebenen Plattformen. Obwohl diese Systeme für jeden ein großartiges Projekt sind, können die Kosten unerschwinglich sein, daher haben wir ein erschwinglicheres, herstellerfreundlicheres Design entwickelt.

Merkmale

• Skalierbar auf jedes Spirituosensortiment/Mixer
• Google API-Integration für die Sprachbestellung
• Umfangreiche gecrawlte Datenbank mit Rezepten

Hardware

• Raspberry Pi 3 Modell B
• Kostengünstige Aluminium-Strangpressstruktur
• 3D-gedruckte PLA-Halterungen
• 9g Servoaktuatoren

Schritt 1: Teileliste & Ressourcen

Die Hardwareanforderungen wurden abstrahiert und für Sie vorgefertigt. Sie benötigen jedoch weiterhin Zugriff auf einige Ressourcen, die nicht immer leicht zugänglich sind.

Sie benötigen Zugriff auf:

• 3D Drucker
• Dremel oder Bandsäge
• Lötkolben

Hinweis: Die folgenden Teile und Preise sind alle in GBP und Websites können auf Großbritannien ausgerichtet sein, diese Teile sind jedoch in den meisten Gebieten leicht erhältlich. Einige der Materialien werden billiger, wenn sie aus China bestellt werden

Rahmenkomponenten

• 8 x Beaumont Spirit Optic & Stand 25 ml: 18,32 € - CaterSpeed/Alibaba
• 5 Meter x PVC-Rohr (6 mm x 8 mm): £ 5,29 - ebay
• 20 x Extrusion 90°-Halterungen: £ 7,16 - ebay
• 20 x Drop T-Nut: £ 3,36 - ebay
• 20 x M5 10 mm: 3,39 € - ebay
• Steifer Draht: £1,49 - ebay
• 4 Meter x Aluminium-Extrusion (20 mm x 20 mm): £ 22,96 -RS

• 1 x GP2Y0D805Z0F-Sensor, Distanz, 50 mm, digital: 3,14 € - Farnell

Elektronische Bauteile

• 1 x 1 kg Wägezelle: 2,21 € - Amazon
• 8 x Micro-Servo: 11,25 € - ebay
• 1 x Näherungssensor - GP2Y0D805Z0F Sensor, Abstand, 50 mm, digital: 3,14 € - Farnell
• Kleinteile finden Sie hier.

Schritt 2: Elektronik & PCB

Vollständige PCB-Schaltpläne, Fotomasken und Stücklisten sind hier über die Altium CircuitMaker-Community erhältlich.

Die endgültigen Boards sind 2-lagig, unter <100x100mm, und können für 0,20 USD pro Stück über den Prototyping-Service von JLCPCB bezogen werden.

Die bestückte Platine bot die folgenden Kernfunktionen:

• 8x Servokanäle
• 1x Wägezellenverstärkereingang
• 1x digitaler Näherungssensoreingang
• 2x Debug GPIO-Pins mit LEDs

Für die zukünftige Entwicklung wurden auch Pads bereitgestellt für:

• 8x zusätzliche Servokanäle
• 4x Allzweck-ADC-Eingänge
• 1x Ersatz-Wägezellenverstärkerkanal
• 2x Optoisolierte Magnetspulentreiber mit 12V-Schiene

Schritt 3: 3D-Druck

Es gibt 4 verschiedene Teile, die gedruckt werden müssen.

• Servohalterungen
• Optik-Clips
• Näherungssensorhalterung
• PVC-Rohrhalter

Acht Servohalterungen und Clips, ein Näherungssensor und zwei Rohrhalter müssen gedruckt werden. Die Dateien sind hier verfügbar.

Das Dosiersystem funktioniert über ein 9g-Servo, das an jeder Optik montiert ist und mit einer Metallstrebe mit der Basis des Kolbens verbunden ist. Beim Drehen des Servos wird der Kolbenmechanismus nach oben gezogen, wodurch die Füllleitung zur Flasche geschlossen, die Spenderleitung geöffnet und die Luft über ein Federelement in der Optik zurückgeführt wird.

PVC-Rohre in Lebensmittelqualität laufen von jeder Optik aus und werden von den beiden Ausrichtungskomponenten mittig über der Aufnahme gehalten.

Hinter der Wägezelle befindet sich ein digitaler Näherungssensor, der eine Tasse auf der Platte erkennt, die durch eine verschiebbare gedruckte Halterung auf der Extrusion in Position gehalten wird.

Inventor-Teile- und Baugruppendateien werden mit zusätzlichen STL-Modellen für gedruckte Komponenten bereitgestellt. Technische Zeichnungen für Schlüsselteile sind ebenfalls enthalten und können auch den Erfinderunterlagen im mm-Maßstab entnommen werden.

Schritt 4: Rahmen

1. Schneiden Sie die Extrusion in Segmente (4 x 400 mm, 7 x 300 mm, 1 x 15 mm)

2. Mit den 90-Grad-Klammern und T-Muttern an den 90-Grad-Verbindungen zu einem Quader zusammenbauen. Verwenden Sie die 400 mm Abschnitte als vertikale Pfosten und lassen Sie einen der 300 mm Abschnitte frei, wie abgebildet.

3. Verbinden Sie das 15-mm-Stück mit der Mitte des unteren Rückenquerschnitts.

4. Befestigen Sie den 3D-gedruckten Näherungssensor und den Getränkehalter wie abgebildet am 15-mm-Abschnitt.

5. Kleben Sie die Platte an die Wägezelle und schrauben Sie sie mit den T-Muttern und 20 mm M5-Schrauben am Ende des 15-mm-Abschnitts fest.

Schritt 5: Optik

Damit die Optik von den Servos betrieben werden kann, muss die Hauptfeder entfernt werden.

1. Entfernen Sie das Kunststoffgehäuse und die große Feder aus dem unteren Teil der Optik.

2. Befestigen Sie die 3D-gedruckten Teile und Servos wie abgebildet.

3. Verbinden Sie die Servos mit dem steifen Draht durch die Löcher im Servoarm und dem gedruckten Teil mit der Basis des Kolbens.

4. Bringen Sie die Optik an den Ständern an und klemmen Sie diese gleichmäßig verteilt am Rahmen fest, um ungleichmäßige Belastungen zu vermeiden.

Schritt 6: Software

Die gesamte für dieses Projekt benötigte Software ist auf unserem Github verfügbar.

Die Software besteht aus zwei Hauptbereichen: dem Server und der Firmware. Firmware ist der c++-Quellcode, der zu einem gemeinsamen Objekt kompiliert wird, das die automatisierte Balkenlogik enthält und mit der Wägezelle (HX711), Servos und Näherungssensor interagiert. Das Serververzeichnis enthält den Python-Webserver, der das gemeinsam genutzte Objekt als Modul importiert, sobald er einen Webhook von dialogflow erhält, analysiert er anschließend und greift über die Bindung auf das gewünschte Verhalten zu.

Logik und Verhalten

Das Verhalten des automatisierten Balkens kann wie oben gezeigt als Zustandsmaschine dargestellt werden. Sobald eine Tasse platziert wurde, ist die Maschine bereit für eine Bestellung, nach Erhalt beginnt sie mit der Ausgabe. Wenn der Vorgang abgeschlossen ist, kehrt er in den Bereitschaftszustand für ein weiteres Getränk zurück, und wenn der Becher jemals entfernt wird, wird er wieder darauf warten, dass er platziert wird. Die Tassenerkennung erfolgt durch den Näherungssensor, der einen booleschen Wert zurückgibt, je nachdem, ob er hoch oder niedrig anzeigt. Die Abgabe wird vom Gewichtssensor überwacht; Sobald der Python-Webserver eine Bestellung erhält, berechnet er das erforderliche Gewicht zum Dosieren aus dem erforderlichen Volumen und einer Dichte-Nachschlagetabelle. Die diesem Getränk zugeordneten Servos werden dann gefunden und anschließend betätigt, bis das Gewicht angepasst ist. Sobald dies abgeschlossen ist, gibt der Server eine Antwort an den Dialogablauf zurück, die dem Benutzer anzeigt, dass sein Getränk fertig ist.

Schritt 7: Hilfe & Probleme

Wir hoffen, Ihnen hat unser Leitfaden gefallen und würden uns freuen, wenn Sie sich entscheiden, ihn selbst zu bauen! Wenn Sie irgendwelche Probleme haben, können Sie unten einen Kommentar hinterlassen und wir helfen Ihnen gerne weiter.

Die zusätzliche Funktionalität auf der Platine sollte es Ihnen ermöglichen, Ihr System auf bis zu 16 verschiedene Getränkekomponenten zu erweitern sowie eine Reihe anderer mechanischer Aktoren oder Sensoren hinzuzufügen. Alternativ können Sie auch unsere Hardware- oder Software-Designdateien forken und Ihre eigenen Ideen hinzufügen! Wir würden gerne sehen, was die Community daraus machen kann.

Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, dies durchzulesen, und wir wünschen Ihnen alles Gute für Ihr eigenes Projekt: Eddy, Joe und Pete.