Arduino Kegelsortierer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Auf der ganzen Welt verschwenden wählerische Süßigkeitenliebhaber oft ihre kostbare Zeit damit, ihre Süßigkeiten zu sortieren. Kommt Ihnen das bekannt vor? Wollten Sie schon immer eine Maschine bauen, die Kegeln für Sie sortieren kann? Dieses instructable zeigt Ihnen genau, wie das geht. Mit einem Arduino, ein paar Servos, 3D-gedruckten und lasergeschnittenen Teilen und viel Kleber und Klebeband können Sie Ihre eigenen bauen. Wenn Sie fertig sind, müssen Sie nur noch die Kegel in den Trichter werfen, den Griff drehen, sich zurücklehnen, entspannen und genießen, während Ihre Kegel nach Farben sortiert sind. Lassen Sie uns zunächst über die benötigten Materialien sprechen.

Schritt 1: Materialien

Für dieses Projekt benötigen Sie einen 3D-Drucker und einen Laserschneider (verwenden Sie entweder einen eigenen oder einen öffentlichen Drucker oder Cutter, ein Arduino Uno mit Kabel, ein Servo mit kontinuierlicher Rotation und ein Servo Vex 180, 15-20 Jumperdrähte, eine 10 x 4 Zoll Lazy Susan, einen Trichter (bestimmter Typ) und Acrylkleber (Links zu all diesen Produkten außer Drucker und Cutter unten). Möglicherweise benötigen Sie auch ein Standardlineal oder andere Messwerkzeuge. Sie benötigen auch mehrere Software Programme wie Cura (für Ultimaker 3D-Drucker), Arduino-Software und die Adafruit-Sensorbibliothek, Adobe Illustrator (oder jedes Programm, das DXF-Dateien für den Laserschneider ändern kann) und Fusion 360 (wenn Sie die STL-Dateien ändern möchten).

Arduino Uno -

Arduino USB-Kabel -

Kontinuierlicher Rotationsservo -

Vex 180 Servo -

4x4 Lazy Susan -

Trichter -

Acrylkleber -

RGB-Sensorbibliothek -

Schritt 2: Erstellen der physischen Komponenten

Der nächste Schritt ist das Laserschneiden und 3D-Drucken Ihrer Teile. Mit den beigefügten Dateien schneiden Sie mit Ihrem Laserschneider die beiden Seitenträgerteile, die Mulde, die Servoträgerstücke, das Aufnahmeunterteil, die Maschinenunterteile (zwei der Kopien von Base1 und eine Kopie von Base2) und die zwei Sicherungsringe. Anschließend drucken Sie mit Ihrem 3D-Drucker den Kaugummimechanismus, die Falltür, die Sortierkammer, den Deckel für die Sortierkammer und die Bodenplatte für die Sortierkammer. Der Druckvorgang dauert mehrere Tage, also nehmen Sie sich Zeit dafür.

Schritt 3: Montieren Sie den Trog

Nachdem Sie alle Teile ausgeschnitten und gedruckt haben, ist es Zeit zum Zusammenbauen. Beginnen Sie mit dem Auftragen von Klebstoff auf die Lücken in den Rillen einer Seite des Trogbodens (Abbildung 3A). Dann drücken und halten Sie dieses Stück in die Schlitze an einer der vertikalen Stützen (Abbildung 3B). Stellen Sie sicher, dass sich das schmale Ende der Mulde am kurzen Ende der vertikalen Stütze befindet. Wiederholen Sie dies dann mit der anderen Seite des Trogbodens und der anderen vertikalen Stütze.

Schritt 4: Montieren Sie das Servobuchsengehäuse

Während diese Teile trocknen, bauen Sie das Steckdosen-Servogehäuse zusammen. Beginnen Sie, indem Sie Schrauben durch eine Kante der Lazy Susan und in die Oberseite des Steckdosen-Servogehäuses schieben (Abbildung 4A). Als nächstes setzen Sie Muttern in die beiden T-Verbindungen an jedem der Seitenteile des Steckdosen-Servogehäuses ein (Abbildung 4B) und halten Sie sie fest, während Sie die Schrauben hineinschrauben. Setzen Sie danach das Endlosdrehservo in die rechteckige Öffnung im Oberteil ein und schrauben Sie es mit den Schraubenlöchern und den mit dem Servo gelieferten Schrauben fest. Abbildung 4D zeigt, wie die gesamte Sortierkammereinheit im zusammengebauten Zustand aussehen sollte.

Schritt 5: Montieren Sie die Sortierkammerbasis

Nachdem das Buchsenservo in sein Gehäuse eingeschraubt ist, befestigen Sie das mitgelieferte Servohorn (das wie ein X aussieht, wie in Abbildung 5A gezeigt). Als nächstes schrauben Sie die Oberkante des Kammerbodens (Abbildung 5B) in die Oberkante der Lazy Susan (der Schraubenkopf sollte sich unter der Oberkante der Lazy Susan befinden). Fig. 5C zeigt die fertige Sortierkammerbasis und das Aufnahmegehäuse.

*****WICHTIGE NOTIZEN)*****

Achten Sie darauf, den Kammerboden nicht zu fest anzuziehen. Ziehen Sie die Muttern nur so fest an, dass sie in Position gehalten werden. Achten Sie auch beim Anschrauben des Kammerbodens darauf, dass das Servohorn in das Profil an der Unterseite des Basisteils passt.

Schritt 6: Montieren Sie die bewegliche Platte

Als nächstes montieren Sie die bewegliche Platte des Kaugummimechanismus. Greifen Sie den Griff und kleben Sie ihn auf die bewegliche Platte. Achten Sie dabei darauf, dass die Richtung des Griffs mit dem Loch übereinstimmt. Stellen Sie außerdem sicher, dass die quadratische Form des Griffs zum quadratischen Profil der beweglichen Platte passt. Setzen Sie als nächstes eine kleine Schraube in das Loch am Griff, um als eigentliches Griffteil zu fungieren (damit der Benutzer die Platte greifen kann, um die Platte zu drehen). Die bewegliche Platte ist nun fertig (Abbildung 6A).

Schritt 7: Den Kegelspender zusammenbauen

Nach dem Zusammenbau der Sortierkammereinheit, des Trogs und der beweglichen Platte besteht der nächste Schritt darin, die Kegelspendereinheit zusammenzubauen. Zuerst erhalten Sie die stationäre Platte des Kaugummimechanismus, die Sie in 3D gedruckt haben, und kleben sie in die Mündung des Trichters. Stellen Sie sicher, dass der Trichter in diese Platte passt, damit er eine „Hülle“für die Trichtermündung bildet. Wichtig, stellen Sie sicher, dass das Loch in dieser Platte mit dem Griff am Trichter ausgerichtet ist. Dies macht es für Benutzer einfacher zu wissen, wann ein Kegel fallen wird. Als nächstes legen Sie die bewegliche Platte des Kaugummimechanismus im Inneren des Trichters auf die stationäre Platte. Kleben Sie abschließend die beiden Sicherungsringe auf den Trichter direkt über der beweglichen Platte, damit sich diese Platte beim Drehen nicht anhebt. Sobald dies alles erledigt ist, sollten Sie einen funktionierenden Spender haben (Abbildung 7A). Jetzt befestigen Sie diesen Spender oben am Trog. Richten Sie den Spender so aus, dass sich das Loch über dem Trog befindet (stellen Sie sicher, dass der Kegel tatsächlich im Trog landet). Sobald Sie eine gute Position gefunden haben, heben Sie den Spender leicht an und fügen Sie Klebstoff auf die Stützen der Wanne, in die der Spender gehen wird. Halten Sie den Spender an dieser Stelle, bis der Kleber trocken ist.

*****WICHTIGE NOTIZEN)*****

Dieser Spender hat einen kleinen Fehler. Das Loch in der beweglichen Platte ist mit dem Griff der beweglichen Platte ausgerichtet, und das Loch in der stationären Platte ist mit dem Trichtergriff ausgerichtet. Wenn Sie einen Kegel ausgeben, drehen Sie diese Löcher schnell aneinander vorbei, damit nur ein Kegel fallen kann. Wenn es zu langsam gemacht wird, fallen mehrere Kegel gleichzeitig.

Schritt 8: Trapdoor-Mechanismus

Setzen Sie Ihr 3D-gedrucktes Trapdoor-Stück in Ihr Trapdoor-Servo (das nicht kontinuierliche) ein. Richten Sie das Falltürstück vorsichtig mit dem Ende des Trogs aus und stellen Sie sicher, dass zwischen dem Ende des Trogs und dem Falltürstück wenig oder kein Platz ist. Markieren Sie mit einem Marker oder Stift, wo das Servo an der vertikalen Stütze befestigt werden muss, um diese Falltürposition beizubehalten. Als nächstes befestigen Sie das Servo mit Klebstoff oder Klebeband (je nachdem, ob Sie Ihr Servo entfernen möchten oder nicht) am vertikalen Stützteil. Abbildung 8A zeigt, wie dies aussehen sollte.

Schritt 9: Schaltung

Löten Sie die Pins gemäß den Anweisungen von Adafruit (https://learn.adafruit.com/adafruit-color-sensors/assembly-and-wiring) in die Breakout-Platine des Farbsensors. Kleben Sie als nächstes den Farbsensor am schmalen Ende an die Unterseite des Trogbodens und achten Sie darauf, dass die Schraubenlöcher etwas außerhalb der Kante des Trogs ausgerichtet sind (Abbildung 9A). Danach schrauben Sie das Arduino Uno auf die Seite der vertikalen Stütze, die Schraubenlöcher hat. Verwenden Sie schließlich Überbrückungsdrähte und ein Steckbrett, um das Arduino, die Farbsensoren und die Servos gemäß Abbildung 9B anzuschließen.

Schritt 10: RGB-Sensor testen

Laden Sie die angehängte Datei für den Code herunter und öffnen Sie sie in der Arduino-Software. Bevor Sie das Hauptprogramm verwenden, öffnen Sie das Farbprüfprogramm. Die Zahlen für jede Farbe variieren je nach Beleuchtung in der Umgebung um Sie herum. Verwenden Sie dieses Testprogramm, um die R-, G- und B-Nummern für jede Farbe zu sehen. Schreiben Sie diese Zahlen unbedingt als Intervalle auf. Wenn Sie beispielsweise nach einigen Versuchen feststellen, dass der R-Wert für Gelb fast immer über 6000 liegt, können Sie sich an >6000 erinnern. Um robuster zu sein, können Sie dieses Intervall begrenzen, z. von 6000-8000 (dies ist möglicherweise nicht die richtige Zahl). Merken Sie sich ein geschlossenes Intervall als >6000 und <8000. Diese Nummern werden für später verwendet. Nachdem Sie die Werte für jede Farbe aufgeschrieben haben, öffnen Sie das Hauptprogramm. Scrollen Sie zur Funktion sortColor(). In dieser Funktion sehen Sie mehrere if-Anweisungen, die den Wert von R, G und B der Sensorausgänge bestimmen. Sie sehen in jeder Anweisung einen print("COLOR Skittle\n"). Dies soll Ihnen helfen zu wissen, welche Aussage welcher Farbe entspricht. Ersetzen Sie rd, grn und blu in jeder if-Anweisung durch die richtigen Werte, die Sie zuvor gefunden haben. Dadurch sollte das Programm während des Tests mit der spezifischen Beleuchtung der Umgebung um Sie herum funktionieren.

github.iu.edu/epbower/CandySorter

Schritt 11: Letzter Schritt: Führen Sie das Hauptprogramm aus

Sobald Sie die Maschine gebaut und die Werte für den RGB-Sensor aktualisiert haben, können Sie das Programm ausführen. Stecken Sie den Arduino in den USB-Port Ihres Computers. Ein Licht auf dem Arduino sollte aufleuchten. Kompilieren Sie bei geöffnetem Hauptprogramm den Code, indem Sie auf das Häkchen oben links im Fenster klicken. Dadurch wird sichergestellt, dass keine Fehler im Code vorhanden sind. Wenn dies der Fall ist, wird am unteren Bildschirmrand eine Warnmeldung mit Informationen zum Fehler angezeigt. Wenn alles in Ordnung ist, wird angezeigt, dass die Kompilierung abgeschlossen ist. Sobald dies erledigt ist, laden Sie das Programm auf den Arduino hoch, indem Sie auf den Pfeil neben dem Häkchen klicken. Sobald Sie darauf klicken, beginnt der Arduino automatisch mit der Steuerung der Maschine. Beachten Sie, dass die einzige Möglichkeit zum Stoppen des Arduino darin besteht, entweder das Kabel von Ihrem Computer zu trennen oder die Reset-Taste am Arduino zu drücken. Wenn Sie auf die Reset-Schaltfläche klicken, müssen Sie den Code erneut auf das Arduino hochladen. Wenn Sie einfach die Stromversorgung trennen, beginnt es sofort zu arbeiten, sobald es wieder an die Stromversorgung angeschlossen ist.