Avtomatik hap tarqatuvchi: 10 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Biz Bryussel muhandislik fakulteti (qisqasi "Bruface") ning birinchi elektrotexnika muhandislari. Bu Bryussel markazida joylashgan ikkita universitet tashabbusi: Libre de Bruxelles Université (ULB) va Vrije Universiteit Bryussel (VUB).

Dastur doirasida biz Mexatronika kursi uchun haqiqiy ishlaydigan mexatronik tizim yaratishimiz kerak edi.

Nazariy kurslarda biz turli komponentalarni haqiqiy ilovalarga qanday birlashtirish kerakligini o'rgandik. Shundan so'ng, biz Arduino mikrokontrollerining asoslari va mexatronika tizimini qanday boshqarishni bilib oldik. Kursning maqsadi - mexatronik tizimni loyihalash, ishlab chiqarish va dasturlash.

Bularning barchasi guruhda amalga oshirilishi kerak. Bizning guruhimiz ikkita xitoylik talaba, ikkita belgiyalik va bitta kamerunlik talabadan iborat xalqaro jamoa edi.

Birinchidan, Albert De Beyr va professor Bram Vanderborgtning qo'llab -quvvatlashi uchun minnatdorchiligimizni bildirmoqchimiz.

Guruh sifatida biz ijtimoiy ahamiyatga ega bo'lgan muammoni hal qilishga qaror qildik. Aholining qarishi global muammoga aylanganda, tarbiyachilar va hamshiralarning ish yuki juda katta bo'ladi. Odamlar qarigan sari, ular ko'proq dori -darmonlar va vitaminlar ichishga to'g'ri keladi. Avtomatik tabletkali dispenser yordamida, aql bovar qilmaydigan qariyalar, bu vazifani mustaqil ravishda biroz uzoqroq bajara oladilar. Shunday qilib, parvarish qiluvchilar va hamshiralar ko'proq qaram bo'lgan bemorlarga ko'proq vaqt ajratishlari mumkin.

Ba'zida unutadigan va o'z tabletkalarini ichishni unutgan har bir kishi uchun bu juda qulay bo'lardi.

Shunday qilib, mexatronik tizim foydalanuvchiga o'z tabletkalarini ichishni eslatuvchi va tabletkalarni tarqatadigan yechim berishi kerak. Biz, shuningdek, har bir kishi: yoshidan qat'i nazar, foydalanish uchun qulay bo'lishi uchun avtomatik tabletka dispenserini foydalanuvchilar uchun qulay bo'lishini afzal ko'ramiz!

1 -qadam: materiallar

Koson:

• MDF: ichki korpus uchun qalinligi 4 mm
• MDF: tashqi korpus uchun qalinligi 3 va 6 mm

O'rnatish

• Bolt va yong'oqlar (M2 va M3)
• Kichik bilyali rulman

Mikrokontroller:

Arduino UNO [Buyurtma havolasi]

Elektron qismlar

• Bo'sh elektron platalar [Buyurtma havolasi]
• Kichik Servo dvigateli 9g [Buyurtma havolasi]
• Kichik shahar motorli 5V [Buyurtma havolasi]
• Transistor: BC 237 (NPN bipolyar tranzistor) [Buyurtma havolasi]
• Diod 1N4001 (tepadagi teskari kuchlanish 50V) [Buyurtma havolasi]
• Passiv signal: Transducteur piezo
• LCD 1602

• Rezistorlar:

  • 1 x 270 ohm
  • 1 x 330 ohm
  • 1 x 470 ohm
  • 5 x 10k ohm
• Infraqizil emitent
• Infraqizil detektor

2 -qadam: Ichki quti

Ichki korpusni barcha ichki mexanika va elektronikani o'z ichiga olgan quti sifatida ko'rish mumkin. U 4 mm MDF 5 ta plastinkadan iborat bo'lib, ular lazer bilan to'g'ri shakllarda kesilgan. Qo'shilishi mumkin bo'lgan ixtiyoriy oltinchi plastinka ham mavjud. Bu ixtiyoriy oltinchi bo'lak kvadrat shakliga ega va qopqoq sifatida ishlatilishi mumkin. 5 ta plastinka (pastki va to'rt tomoni) jumboq shaklida yaratilgan bo'lib, ular bir -biriga juda mos keladi. Ularning yig'ilishini vintlar yordamida mustahkamlash mumkin. Samolyotlar allaqachon boshqa qismlarga mos keladigan yoki murvatlarni qo'yish kerak bo'lgan teshiklarga ega.

3 -qadam: Ichki mexanizm

DISPENSING MEXANIZM

Mexanizm

Bizning tabletkalarni tarqatish mexanizmi quyidagicha: foydalanuvchi tabletkalarni qutining yuqori qismidagi saqlash xonasiga joylashtiradi. Bu bo'linmaning pastki plastinkasi qiyshayganida, tabletkalar avtomatik ravishda birinchi trubkaga tushadi va u erda to'planadi. Bu trubaning tagida bitta teshik bor kichik teshikka ega tsilindr bor. Bu kichik teshik trubaning tagida joylashganki, tabletkalar uning tepasida to'planadi, birinchi hap esa silindr teshigiga yotadi. Tabletka olish kerak bo'lganda, tsilindr (tabletkali) 120 gradusga aylanadi, shunda silindrdagi hap ikkinchi tsilindrga tushadi. Bu ikkinchi tsilindr - bu sensori joylashgan joy, u hap silindrdan tushganligini aniqlaydi. Bu aloqa tizimi sifatida xizmat qiladi. Bu naychaning bir tomoni boshqasidan yuqoriroq chiqib ketadi. Buning sababi shundaki, bu tomon tabletkaning ikkinchi trubka ustiga tushishiga to'sqinlik qiladi va shu bilan tabletkaning naychaga tushishini va sensor tomonidan aniqlanishini kafolatlaydi. Bu naycha tagida kichik slayd joylashganki, tomchi tabletka ichki qutining old qismidagi teshikdan siljiydi.

Bu butun mexanizm bir necha qismlardan iborat:

• Lazer bilan kesilgan qismlar

  1. Saqlash bo'linmasining pastki egilgan plastinkasi.
  2. Saqlash bo'linmasining yon yonboshli plitalari

• 3D bosma qismlar

  1. Yuqori quvur
  2. Tsilindr
  3. Eksa
  4. Pastki trubka (pastki trubka va sensorlar bo'linmasiga qarang)
  5. Slayd

• Boshqa qismlar

  Rulmanli rulman

Lazerni kesish yoki 3D bosib chiqarish uchun zarur bo'lgan qismlarimizning barcha fayllarini quyida topishingiz mumkin.

Turli qismlar va ularni yig'ish

Saqlash bo'limi plitalari

Saqlash bo'linmasi uchta plastinadan iborat bo'lib, ular lazer bilan kesilgan. Bu plitalarni yig'ish va bir -biriga va ichki qutiga ulash mumkin, chunki ularda teshiklari va kichik bo'laklari ajralib turadi. Shunday qilib, ularning hammasi jumboq kabi bir -biriga mos keladi! Teshiklar va ajratilgan qismlar allaqachon SAPR fayllariga qo'shilgan, uni lazer yordamida kesish mumkin.

YUQORI TUBE

Yuqori quvur faqat ichki qutining bir tomoniga ulangan. U unga biriktirilgan plastinka yordamida ulanadi (u 3D bosib chiqarish uchun SAPR chizmasiga kiritilgan).

Shiling va rulmanli rulman

Tsilindr qutining 2 tomoniga ulangan. Bir tomondan, u tabletka tushishi kerak bo'lganda aylanadigan harakatni keltirib chiqaradigan servo dvigatelga ulangan. Boshqa tomondan, u

Pastki quvur va sensorlar bo'linmasi

Hissiyot - bu tabletkalarni tarqatishda muhim harakat. Biz bemor tomonidan ajratilgan tabletkani o'z vaqtida olganligi to'g'risida tasdiqni olishimiz kerak. Ushbu funktsiyani olish uchun dizaynning turli bosqichlarini ko'rib chiqish muhimdir.

To'g'ri aniqlash komponentlarini tanlash:

Loyiha tasdiqlangan paytdan boshlab, biz qutidan tabletka o'tishini tasdiqlaydigan tegishli komponentni qidirishimiz kerak edi. Sensorlarni bilish bu harakat uchun foydali bo'lishi mumkin, asosiy qiyinchilik dizaynga mos keladigan turini bilish edi. Biz topgan birinchi komponent - bu infraqizil emitent va infraqizil fototransistorli dioddan tashkil topgan fotointeruptor. 25/64 dyuymli PCB HS 810 fotointeruptorining mosligi tufayli bizni burchak konfiguratsiyasining mumkin bo'lgan muammolaridan qochishga yordam beradigan yechim bo'ldi. Biz buni geometriya tufayli ishlatmaslikka qaror qildik, uni ko'krak bilan birlashtirish qiyin bo'ladi. Tegishli loyihalardan biz sensori sifatida boshqa komponentlari kamroq bo'lgan infraqizil detektorli IQ emitentidan foydalanish mumkinligini ko'rdik. Bu IR komponentlarini turli shakllarda topish mumkin.

Sensorni teshadigan tabletkaning uchini 3D bosib chiqarish

Sensor sifatida ishlatiladigan asosiy komponentni saralash imkoniyatiga ega bo'lganimizdan so'ng, ularning nozulga qanday joylashishini tekshirish vaqti keldi. Burun tsilindridan hap erkin o'tishi uchun ko'krak diametri 10 mm. Sensorli elementlarning ma'lumot varag'iga ko'ra, biz ko'krak yuzasi atrofida komponentning o'lchamiga mos keladigan teshiklarni kiritish qo'shimcha afzallik bo'ladi. Bu teshiklar yuzaning istalgan nuqtasida joylashtirilishi kerakmi? yo'q, chunki maksimal aniqlanishga erishish uchun burchakni baholash kerak. Biz prototipni yuqoridagi tavsiflarga asoslanib chop etdik va uning aniqlanishini tekshirdik.

Mumkin bo'lgan nur burchagi va aniqlash burchagini baholash

Sensor komponentlarining ma'lumot varag'idan nur va aniqlash burchagi 20 gradusni tashkil etadi, demak, yorug'lik chiqaruvchi ham, detektor ham 20 graduslik keng diapazonga ega. Garchi bu ishlab chiqarish spetsifikatsiyasi bo'lsa -da, sinov va tasdiqlash hali ham muhim. Bu LED bilan birga doimiy manba manbai bo'lgan komponentlar bilan o'ynash orqali amalga oshirildi. Xulosa shuki, ularni bir -biriga qarama -qarshi qo'yish kerak edi.

O'rnatish

Naychaning 3D bosma dizaynida unga 4 teshikli plastinka ulangan. Bu teshiklar quvurni murvat yordamida ichki korpusga ulash uchun ishlatiladi.

4 -qadam: Elektronikaning ichki mexanizmi

Tarqatish mexanizmi:

Tarqatish mexanizmiga katta silindrning aylanishi uchun kichik servomotor yordamida erishiladi.

"Reely Micro-servo 9g" servo dvigatelining qo'zg'aysan pimi to'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerga ulangan. Arduino Uno mikrokontrolleridan servo dvigatelni boshqarish uchun osongina foydalanish mumkin. Bu servo motorli harakatlar uchun o'rnatilgan kutubxonaning mavjudligi bilan bog'liq. Masalan, "yozish" buyrug'i bilan kerakli burchaklarga 0 ° va 120 ° ga erishish mumkin. (Bu loyiha kodida 'servo.write (0)' va 'servo.write (120)' bilan amalga oshiriladi).

Vibrator:

Balanssiz kichik cho'tkasi bo'lmagan doimiy dvigatel

Bu muvozanat dvigatel o'qini kichik murvat va yong'oq bilan bog'laydigan plastmassa bo'lak yordamida amalga oshiriladi.

Dvigatel kichik tranzistor bilan boshqariladi, chunki raqamli pin 40,0 mA dan yuqori oqimlarni etkazib bera olmaydi. Arduino Uno mikrokontrollerining Vin pinidan tokni etkazib, 200.0 mA gacha bo'lgan toklarga erishish mumkin. Bu kichik shahar motorini quvvatlantirish uchun etarli.

Dvigatelning quvvati to'satdan to'xtatilganda, siz dvigatelning induktivligi tufayli tok cho'qqisiga chiqasiz. Shunday qilib, mikrokontrollerga zarar etkazadigan oqimning teskari oqimini oldini olish uchun dvigatel ulanishlari ustidan diod qo'yilgan.

Sensor tizimi:

Tabletka o'tishini tasdiqlash uchun infraqizil nurli diod (LTE-4208) va Arduino Uno mikrokontroleriga ulangan infraqizil detektorli diod (LTR-320 8) yordamida. Tabletka tushib qolsa, u qisqa vaqt ichida infraqizil nurlantiruvchi diodning nuriga soya soladi. Arduino analog pinidan foydalanib, biz bu ma'lumotni olamiz.

aniqlash uchun:

analog o'qish (A0)

5 -qadam: Tashqi korpus

• Hajmi: 200 x 110 x 210 mm
• Material: o'rtacha zichlikdagi tolali taxta

  Qalinligi: 3 mm 6 mm

• Qayta ishlash usuli: lazer bilan kesish

Tashqi korpus uchun biz lazerni kesishda xatolar tufayli har xil qalinliklardan foydalanganmiz. Barcha varaqlarni mahkam birlashtirishiga ishonch hosil qilish uchun biz 3 mm va 6 mm ni tanlaymiz.

Hajmi bo'yicha, ichki korpus va elektron qurilmalar uchun joyni hisobga olsak, tashqi korpusning kengligi va balandligi axlatdan kattaroqdir. Uzunligi elektron qurilmalar uchun joy ajratish uchun ancha uzunroq. Bundan tashqari, tabletkalarni qutidan osongina tushishiga ishonch hosil qilish uchun biz ichki va tashqi sumkani juda yaqin tutdik.

6 -qadam: Tashqi elektronika

Tashqi elektronika uchun biz robotimizga odamlar bilan muloqot qilishiga ruxsat berishimiz kerak edi. Bunga erishish uchun biz komponentlar sifatida LCD, buzzer, LED va 5 tugmachani tanladik. Tablet dispenserning bu qismi budilnik vazifasini bajaradi. Agar tabletkalarni qabul qilish vaqti to'g'ri kelmasa, LCD displeyda faqat vaqt va sana ko'rsatiladi. Bemorga tabletkalarni ichish kerak bo'lganda, LED yonadi, signal signallari eshitiladi va LCD displeyda "Sog'lik va baxt tilayman" yozuvi paydo bo'ladi. Vaqt yoki sanani o'zgartirish uchun ekranning pastki qismidan ham foydalanishimiz mumkin.

LCD -ni yoqish

Biz LCD-1602-ni to'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerga ulash uchun ishlatdik va LCD-ni yoqish uchun LiquidCrystal lcd funktsiyasidan foydalandik.

Buzzer

Biz passiv ovoz signalini tanladik, u turli chastotali tovushlarni eshitishi mumkin edi.

Buzzer "Osmon shahri" va "Baxtli Acura" qo'shiqlarini ijro etishi uchun biz to'rt qatorni aniqladik. Ulardan ikkitasi "tune" deb nomlangan bo'lib, ular ikkita qo'shiqning nota ma'lumotlarini saqlaydi. Boshqa ikkita massiv "Duration" deb nomlangan. Bu massivlar ritmni saqlaydi.

Keyin biz musiqani ijro etadigan tsikl yaratamiz, uni siz manba kodida ko'rishingiz mumkin.

Vaqt

Biz ikkinchi, daqiqa, soat, sana, oy, hafta va yil uchun bir qator funktsiyalarni yozdik.

Vaqtni hisoblash uchun biz millis () funktsiyasidan foydalandik.

"Tanlash", "ortiqcha" va "minus" uchta tugma yordamida vaqtni o'zgartirish mumkin.

Hammamizga ma'lumki, agar biz biron bir komponentni boshqarishni xohlasak, arduino pinlarini ishlatishimiz kerak.

Biz ishlatgan pinlar quyidagilar edi:

LCD: pin 8, 13, 9, 4, 5, 6, 7

Bruzzer: 10 -pin

Servo dvigatel: 11 -pin

Vibratsiyali dvigatel: Pin12

Sensor: A0

Tugma1 (lar): A1

Tugma 2 (ortiqcha): A2

3 -tugma (minus): A3

Tugma4 (tabletkalarni oling): A4

LED: A5

7 -qadam: umumiy yig'ilish

Nihoyat, biz yuqoridagi rasmdagi kabi umumiy yig'ilishni olamiz. Biz etarlicha mahkam ekanligiga ishonch hosil qilish uchun ba'zi joylarda elim ishlatganmiz. Mashinaning ichki qismidagi ba'zi joylarda biz uni etarlicha mustahkam qilish uchun lenta va vintlardan ham foydalanganmiz. Bizning SAPR chizmalarimizning. STEP faylini ushbu qadamning pastki qismida topish mumkin.

8 -qadam: Kodni yuklash

9 -qadam: epilog

Mashina foydalanuvchini dori ichishi haqida ogohlantira oladi va kerakli miqdorda tabletkalarni etkazib beradi. Ammo malakali va tajribali farmatsevt bilan suhbatdan so'ng, ba'zi fikrlarni aytish kerak. Birinchi muammo - idishdagi havoga uzoq vaqt ta'sir qiladigan tabletkalarning ifloslanishi, shuning uchun sifati va samaradorligi pasayadi. Odatda tabletkalarni alyuminiyli planshetga mahkam yopilgan holda joylashtirish kerak. Agar foydalanuvchi ma'lum vaqt davomida A tabletkasini tarqatsa va undan keyin B tabletkasini tarqatishi kerak bo'lsa, A tabletkasining zarrachalari yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun mashinani tozalash juda murakkab.

Bu kuzatishlar ushbu mashina taqdim etayotgan yechimga tanqidiy nuqtai nazar bilan qaraydi. Bu kamchiliklarni bartaraf etish uchun ko'proq izlanishlar kerak …

10 -qadam: Adabiyotlar

[1]

[2] Vey-Chix Vang. Optik detektorlar. Milliy Tsing Xua universiteti, Quvvat mexanikasi kafedrasi.