BotTender: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

BotTender, un asistente de barman que sirve el trago perfecto.

BotTender es un robot autónomo que está diseñado con el objetivo de automatizar barras. Se coloca encima de la barra y detecta los vasos de chupito que tiene delante. Una vez detectados los vasos, se acerca al cristal y pide a los clientes que coloquen sus vasos sobre el robot. ¡Entonces la foto perfecta está esperando a ser tomada! Cuando termina el vertido, BotTender continúa navegando a lo largo de la barra hasta que detecta al siguiente cliente con un vaso.

El proyecto realizado como parte del seminario de Diseño Computacional y Fabricación Digital en el programa de maestría ITECH.

Paso 1: Lista de piezas

COMPONENTES ELÉCTRICOS

1. Navegación:

• (2) Motores de engranajes
• Sensor de distancia ultrasónico

2. Peso de medición:

• (5KG) Micro celda de carga tipo barra recta (se puede encontrar en una báscula de cocina)
• Amplificador de celda de carga HX711

3. Visualización:

• Pantalla LCD (4x20)
• Interfaz LCD2004 I2C

4. Vertido:

• Mini bomba de agua sumergible (motor DC 3-6V)
• Transistor 2n2222 (EBC)
• Resistencia 1K
• Rectificador de diodo 1N4007

5. Otro:

• Placa controladora Arduino UNO R3

• Mini tablero
• Paquete de baterías
• Cables de puente (M / M, F / F, F / M)
• Soldador

DISEÑO

6. Listo para usar:

• (2) Ruedas + Rueda Universal
• Tarro de cristal (8 cm de diámetro)
• Vaso de chupito (3,5 cm de diámetro)
• Tubo de agua de 9 mm
• (30) tornillos M3x16
• (15) Tuercas M3x16
• (4) tornillos M3x50
• (5) tornillos M3x5
• (2) tornillos M5x16

7. Piezas personalizadas:

• Corte con láser en plexiglás de 3,0 mm (25 cm x 50 cm): plataformas superior e inferior del chasis del robot, plataforma Arduino y placa de pruebas, soporte LDC, soporte del sensor ultrasónico, plataformas superior e inferior de la báscula, tapa del frasco.
• Piezas impresas en 3D: soporte para banco de energía

Y…

MUCHO ALCOHOL !

Paso 2: Lógica y configuración

1. Navegación:

La navegación del BotTender está controlada por los datos tomados del sensor ultrasónico que se coloca frente al robot. Tan pronto como el robot se conecta a la fuente de alimentación, el robot comienza a leer la distancia al vaso de chupito y comienza a acercarse hacia él. Cuando llega a cierta distancia, se detiene y espera a que el cliente coloque el vidrio en la placa de la celda de carga.

La comunicación entre los motores de CC y el Arduino se logra mediante el uso de L293D Motor Driver IC. Este módulo nos ayuda a controlar la velocidad y el sentido de rotación de dos motores de CC. Si bien la velocidad se puede controlar mediante la técnica PWM (Modulación de ancho de pulso), la dirección se controla mediante un H-Bridge.

Si la frecuencia de los pulsos aumenta, la tensión aplicada a los motores también aumenta, lo que hace que los motores giren las ruedas más rápido.

Puede encontrar información más detallada sobre el uso del puente H para controlar motores de CC aquí.

2. Peso de medición:

Lógica y circuito: use una celda de carga tipo barra recta y una placa convertidora HX711ADC para amplificar la señal recibida del sensor de peso. Conéctelos al Arduino y a la placa de pruebas como se indica en el diagrama del circuito.

El HX711 está conectado a:

• GND: Placa de pruebas (-)
• DATOS: pin 6 RELOJ: pin 2
• VCC: Placa de pruebas (+)
• E +: Conectado al ROJO de la celda de carga
• E-: Conectado a AZUL
• A-: Conectado a BLANCO
• A +: conectado a NEGRO
• B-: sin conexiones
• B +: sin conexiones

El amplificador permite al Arduino detectar los cambios en la resistencia de la celda de carga. Cuando se aplica presión, la resistencia eléctrica cambiará en respuesta a la presión aplicada.

Configuración: En nuestro caso, estamos usando una microcelda de carga (5KG). La celda de carga tiene 2 orificios en la parte superior e inferior y una flecha que indica la dirección de deflexión. Con la flecha apuntando hacia abajo, coloque la parte inferior de la báscula en la plataforma superior del robot. Conecte el orificio opuesto de la parte superior de la celda de carga a la pieza superior de la báscula.

Una vez conectado al Arduino, descargue la biblioteca para el amplificador HX711 en la parte inferior de esta página y calibre la celda de carga usando el esquema de calibración que se proporciona a continuación.

Descargue la biblioteca HX711:

Esquema de calibración:

3. Visualización:

Lógica y circuito: Conecte la pantalla LCD (4x20) a la interfaz I2C. Si está separado, se debe soldar. La interfase I2C consta de dos señales: SCL y SDA. SCL es la señal de reloj y SDA es la señal de datos. El I2C está conectado a:

• GND: Placa de pruebas (-)
• VCC: Placa de pruebas (+)
• SDA: pin A4
• SCL: patilla A5

Descargue la biblioteca IC2:

4. Vertido:

Necesitará un transistor, una resistencia de 1K y un diodo para conectar la bomba de agua al Arduino. (Consulte el diagrama de circuito a continuación). La bomba de agua se activa cuando la celda de carga lee el peso de un vaso vacío. Una vez que el vaso está lleno, la celda de carga lee el peso y apaga la bomba de agua.

Paso 3: diagrama de circuito

Paso 4: Código

Paso 5: diseño

Intento de diseño

La intención principal del diseño fue utilizar un material transparente y mejorar la presencia de componentes electrónicos. Esto no solo nos ayuda a determinar los problemas en el circuito más rápidamente, sino que también facilita el desmontaje en caso de que sea necesario repararlo. Dado que estamos trabajando con alcohol, era crucial para nuestro diseño mantener los componentes electrónicos y el alcohol lo más separados posible de una manera compacta. Para lograr esto, integramos productos listos para usar en nuestro diseño personalizado. Como resultado, creamos un sistema de varias capas que mantiene la electrónica en la capa inferior y eleva el área de servicio de disparos a la capa superior.

Piezas personalizadas: corte por láser

1. Cuerpo

BotTender consta de dos capas principales apiladas una sobre la otra con la distancia suficiente para permitir que los cables se conecten al arduino y al tablero. Mientras que la capa inferior se utiliza principalmente para sujetar los motores, la rueda trasera, la plataforma electrónica y el soporte de la batería al cuerpo, además de servir como base para la botella, la capa superior tiene un orificio para estabilizar la botella y espacio suficiente. para celda de carga y sus placas.

2. Placas de celdas de carga

Las placas de la celda de carga están diseñadas teniendo en cuenta el principio de funcionamiento de una báscula de cocina. La celda de carga está unida a una capa superior e inferior desde sus orificios para pernos. Sobre la capa superior, se coloca otra capa para indicar la ranura precisa para colocar el vaso de chupito y mantenerlo en su lugar.

3. Soporte de sensor ultrasónico y LCD

El soporte LCD está diseñado para mantener la pantalla girada 45 grados desde el plano del suelo, mientras que el soporte del sensor ultrasónico mantiene el sensor perpendicular y lo más cerca posible del suelo para detectar el vaso de chupito fácilmente.

4. Tapa de botella

Diseñamos una tapa de botella que mantendría la bebida en un ambiente cerrado pero que permitiría que el tubo y los cables de la bomba de agua salieran de la botella. La tapa tiene 2 capas: la capa superior para mantener el tubo en su lugar y la capa inferior para bloquear la tapa en la botella y proporcionar acceso a los cables de la bomba de agua al arduino. Luego, estas dos capas se unen entre sí mediante el uso de los pequeños orificios correspondientes en los lados para insertar los pernos.

Piezas personalizadas: impresas en 3D

5. Soporte para banco de energía Para nuestro BotTender decidimos usar una fuente de energía externa: un banco de energía. Por lo tanto, necesitábamos un soporte de batería personalizado para las dimensiones del banco de energía que elegimos. Después de diseñar la pieza en Rhinoceros, la imprimimos en 3D usando PLA negro. A continuación, se abrieron los orificios de los pernos con un taladro.