D4E1 - Bricolaje - Tecnología de asistencia: 'Scale Aid 2018': 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Veronique es una mujer de 36 años que trabaja en "Het Ganzenhof" debido a su síndrome congénito (Rubinstein-Taybi). Aquí asume la tarea de ayudar a realizar recetas pesando cantidades. Este proceso siempre lo ha realizado nuestro cliente con la ayuda de una báscula de cocina común. Esta báscula de cocina conlleva varios problemas porque Veronique no sabe ningún número o letra, no puede leer y tiene las yemas de los dedos engrosadas como resultado de su síndrome. Debido a esto, nuestro cliente siempre necesitó la ayuda de terceros durante este proceso. Entonces, la demanda de crear una ayuda a la báscula que permita a Veronique pesar cantidades de forma autónoma provino del propio entorno.

A lo largo del proyecto, nos enfocamos en crear una escala nueva que se pueda usar dentro de la cocina. De nuestro análisis llegamos a la conclusión de que deben estar presentes al menos 3 elementos para garantizar que se pueda utilizar una báscula, a saber: un botón de encendido / apagado, un botón de tara y una pantalla para determinar cuánto ya se ha pesado. Especialmente esto último fue un desafío dentro del proyecto porque nuestro cliente tiene una edad mental más baja. Finalmente, decidimos usar símbolos de iluminación (flecha roja hacia arriba - pulgar verde - flecha roja hacia abajo) en nuestro prototipo final 1.9 para indicar cuánto ya se ha pesado.

Paso 1: Materiales y herramientas

En este paso discutiremos todos los materiales que usamos.

Nota: algunos conocimientos de impresión 3D y programación Arduino son útiles …

MATERIALES

CASO

• 2 x hojas de poliestireno de 2 mm (600 x 450 mm)
• hoja de PMMA transparente de 2 mm (15 x 30 mm)
• Lámina de PVC Forex de 10 mm (15 x 50 mm)
• calcomanía o pegatina negra (50 x 50 mm)
• puntos adhesivos rojos y verdes
• 6 x tornillos csk M3.5x12
• 2 x tornillos autorroscantes M2.5x35 csk
• 6 x tornillos y tuercas M3x12
• amortiguadores autoadhesivos
• Filamento de impresora 3D PLA o PET-G
• Pegamento CA
• Pegamento UV

ELECTRÓNICA

• Arduino Nano
• mini cable usb
• Célula de carga + superficie de pesaje de vidrio (5 kg)
• HX-711
• 6 leds WS2812b de 5V
• Enchufe
• Adaptador de corriente de 5V
• Pantalla lcd 16x2 I²C
• codificador rotatorio
• gran pulsador
• gran interruptor giratorio
• pines de cabecera hembra
• cables dupont hembra - macho
• 3 resistencias de 10K
• Resistencia de 220 ohmios
• 3 x condensadores 1nf
• Fusible de 500 mA
• Tablero perfilado
• Algo de soldadura
• Algunos alambres delgados

INSTRUMENTOS

• Impresora 3D (creality CR-10)
• pistola de calor o hotwire
• tijeras y cuchillo stanley
• regla de hierro
• soldador
• sierra circular o sierra de cinta
• taladro de mesa
• sierra de corona de 22 y 27 mm
• taladro inalámbrico + juego de taladro
• un poco de papel de lija (grano 240)

Paso 2: Piezas impresas en 3D

Para las piezas impresas en 3D, necesitará una cama de impresión grande (Creality cr-10 300x300 mm) para imprimir los lados de una vez. También puede cortarlos en partes más pequeñas y pegarlos con pegamento CA, pero para una resistencia óptima se recomienda imprimirlo en una sola pieza.

El filamento preferido para usar es el PET-G y, como segunda opción, el PLA, ambos son aptos para alimentos, pero el PET-G es más resistente y más resistente al calor o la luz solar directa.

Necesitará imprimir:

1 x lado 1

1 x lado 2

2 x flecha indicadora

1 x indicador pulgar hacia arriba

1 x soporte para lcd

2 x espaciador de botones

1 x adaptador de escala

6 x insertos de tornillos

Se recomienda imprimir a una altura de capa de 0,2 mm y con soportes para los indicadores, todas las demás partes se pueden imprimir sin soportes.

Paso 3: Electrónica y software

Explicación de la electrónica utilizada

Para la electrónica, hemos utilizado un Arduino Nano debido a su pequeño tamaño. El chip amplificador de celda de carga HX 711 está conectado a una celda de carga nominal de 5 kg obtenida de una báscula de cocina barata. La ledstrip de 5V ws2812b 60 leds / m se utiliza para indicar la cantidad a nuestro paciente, se corta en 3 piezas de 2 leds. Luego usamos un botón de telemecanique y un interruptor giratorio con los bloques de conexión como botón de tara y un interruptor de encendido / apagado. La pantalla lcd 16x2 I²C se utiliza para indicar la configuración de peso ajustable y el peso medido real. Se utiliza un codificador giratorio para ajustar la configuración de peso ajustable y restablecerlo a cero si es necesario. Todo está alimentado por un adaptador de pared de 5V 500mA con el correspondiente enchufe.

Conexiones

Para evitar un desorden de cables como en los prototipos anteriores, hemos utilizado pines de cabezal hembra y cables dupont (macho - hembra) para conectar todos los botones y sensores al Arduino. Si algo se rompe, es fácil de arreglar debido al diseño modular.

HX 711

• VDD pasa a 3,3 V
• VCC pasa a 5V
• Los datos van al D2 del Arduino
• El reloj va a D3 del Arduino
• Gnd va al suelo

Célula de carga => HX 711

• El rojo se vuelve rojo
• negro a negro
• blanco a blanco
• verde / azul a verde / azul

Tira llevada

• + pasa a 5V
• Los datos van al D6 del Arduino con una resistencia de 220 ohmios entremedio
• - va al suelo

Botón de tara

• + pasa a 5V
• - va a D10 con una resistencia pull up de 10K a tierra

Enchufe

• + va al interruptor de encendido / apagado con un fusible de 500 mA en el medio
• - va al suelo
• Un condensador de 100nF paralelo al + y -

Interruptor giratorio de encendido / apagado

• una pierna va al enchufe con el fusible
• la otra pierna va al 5V

codificador rotatorio

• Gnd va al suelo
• + pasa a 5V
• SW va a D11 en Arduino
• DT va a D8 del Arduino con una resistencia de 10K entre medio y un capacitor de 100nF conectado a tierra
• CLK va a D9 del Arduino con una resistencia de 10K entre medio y un capacitor de 100nF conectado a tierra

LCD 16x2 I²C

• SCL va a A5 en Arduino
• SDA va a A4 en Arduino
• VCC pasa a 5V
• GND va a tierra

Software

Hemos utilizado el IDE de Arduino para programar todo …

Para calibrar la celda de carga, primero deberá cargar el boceto de calibración en su Arduino. Es más fácil calibrar la celda de carga si usa un objeto con un peso conocido.

Una vez que sepa el factor de calibración ajústelo en el código final de la báscula y cárguelo en el Nano …

Se agrega más información en los comentarios del código, una vez cargado la parte de codificación está lista.

Paso 4: Preparación del ensamblaje PARTE 1

CORTAR Y PLEGAR LAS HOJAS PS

Corta las hojas de acuerdo con los planos que se muestran arriba, usamos un cúter y una regla de hierro para cortar los bordes rectos.

Nota: una cizalla de chapa también sirve para cortar las hojas.

Para los agujeros usamos una pequeña broca para pretaladrar y una sierra de corona de 22 y 40 mm montada en el taladro de mesa con algunas abrazaderas para perforar los agujeros más grandes.

Lije con un grano de 240 si es necesario.

Para las superficies de plegado cortamos ligeramente a lo largo de la línea y calentamos la zona con un hotwire adaptado y una plantilla con un ángulo de 120 °. Esto crea pliegues agradables y limpios. Puede usar una pistola de calor para doblar las hojas, pero debe tener cuidado de no arrugar y sobrecalentar el plástico.

CORTAR LAS ESFERAS DE INDICADORES ACRÍLICOS

Usamos una sierra de corona de 27 mm sin la broca central en el taladro de mesa para hacer los diales.

Lije los bordes ásperos y tenga cuidado de no cortarse.

Por último, haga que el acrílico transparente esté más turbio lijando las superficies con grano 240.

CORTAR Y PEGAR EL PVC FOREX

Usamos las hojas de Forex para hacer una base resistente para la celda de carga y un soporte de montaje para la PCB y los leds.

Corte las láminas de 10 mm de grosor según los dibujos de arriba y péguelas con cola CA.

Haga una pequeña sangría en la pieza de 40 x 40 mm para acomodar la celda de carga.

Perfore previamente los orificios de acuerdo con su celda de carga y el soporte para la PCB.

GANCHOS PS

Haga 8 ganchos pequeños pegando una pieza de 10 x 10 mm de hoja PS de 2 mm a una pieza de 10 x 15 mm con pegamento CA. Sepárelos uniformemente a lo largo del lado largo de la carcasa PS (tercer dibujo). Dos por lado en la superficie superior y uno en cada una de las superficies laterales plegadas. Pégalos en su lugar a unos 4 mm del borde.

Paso 5: Preparación del ensamblaje PARTE 2

Montaje del soporte de la pantalla LCD

Corta un trozo de acrílico de acuerdo con los contornos del soporte para lcd. Taladre 2 orificios en cada lado cerca del borde y a través del acrílico y el soporte. Monte el lcd en el soporte del lcd con 4 tuercas y pernos M3. Luego, monte el soporte acrílico y lcd con lcd en la pieza lateral con 2 pernos de cabeza plana M3 y fíjelos con una tuerca.

Agujeros de la placa inferior

Pegue las inserciones de tornillos a los lados en ángulo de la carcasa superior y sepárelos por igual. Ahora alinee la carcasa superior con los lados y la placa base y trace los orificios hasta la placa base. Ahora taladre con una broca de 2 mm y bisele en la superficie exterior. Haga lo mismo con el soporte del soporte de PCB.

Pegar el anillo de la placa adaptadora

Pegue el anillo adaptador al lecho de peso de vidrio de la báscula con pegamento UV. Alinéelo con los recortes hacia los orificios del indicador. Asegúrese de que el anillo esté ligeramente inclinado para que quede nivelado con la escala, esto se debe a la flexión de la celda de carga.

Lengüetas de encolado para la superficie de pesaje

Haga 8 pestañas de 7 x 3 mm con PS y péguelas en 2. El siguiente paso es pegarlas a la superficie de pesaje, estas deben alinearse con los recortes del anillo de la placa adaptadora en 4 puntos. Esto es necesario para asegurar la superficie de pesaje a la báscula.

Pintar los indicadores impresos en 3D

Para evitar que los indicadores impresos en 3D absorban la luz, hemos pintado el interior de ellos en plateado, para que reflejen la luz de los leds.

Paso 6: Montaje

1. Monte la PCB en el soporte y fíjela con los 2 tornillos M3.5x12
2. Pegue la base de la celda de carga, el soporte de la placa de circuito impreso y el soporte del led en su lugar
3. Conecte todo a la PCB de acuerdo con el esquema de Fritzing
4. Monte todo en su lugar:

El botón Tara en la superficie superior con el espaciador del botón entremedio y asegúrelo con el tornillo del soporte.

El interruptor de encendido / apagado usando el mismo procedimiento pero en el lado con la pieza del soporte de lcd

Pegue los leds al soporte de led.

El codificador rotatorio a la parte lateral mediante una tuerca y una arandela para asegurarlo y sujetar el pomo al eje

En la otra pieza lateral, agregue el enchufe de alimentación y taladre si es necesario, asegúrelo con la tuerca proporcionada

Por último, fije la celda de carga a la base y asegúrese de que esté nivelada

5. Empuje los indicadores de carátula a través de los orificios y lije si es necesario, presione las lentes acrílicas sobre los indicadores

6. Deslice los lados sobre la placa base y encaje la carcasa superior en su lugar.

7. Atornille el 8 M3.5x12 a la placa base que sujeta la carcasa superior y el soporte de la placa de circuito impreso.

8. Agregue los amortiguadores adhesivos de goma a la parte posterior de la placa base en los puntos de flexión más críticos

9. Enrosque la superficie de pesaje de vidrio y el anillo adaptador en la celda de carga.

10. Agregue la superficie de pesaje y alinéela con los recortes

¡El montaje está hecho!

Paso 7: Resultado

La ayuda de la báscula hizo posible que Veronique pesara los ingredientes por sí misma.

Estos indicadores le permiten comprender qué sucede cuando agrega peso. Los cuidadores pueden ajustar y resetear la cantidad, con un manual de instrucciones y algo de práctica ella puede realizar estas tareas de forma totalmente independiente. Esta es una gran mejora con respecto al procedimiento de pesaje que encontró anteriormente.

weegschaalhulp2018.blogspot.com/

Un agradecimiento especial a: Veronique y "Het Ganzehof"

Proyecto realizado por: Fiel C., Jelle S. & Laurent L.